Tema 3 - Introd a La Volumetria 27-08-2012

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INTRODUCCIÓN AL INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS VOLUMÉTRICO ANÁLISIS VOLUMÉTRICO

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INTRODUCCIÓN AL INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS VOLUMÉTRICOANÁLISIS VOLUMÉTRICO

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PRINCIPIOS DEL ANALISIS VOLUMETRICOPRINCIPIOS DEL ANALISIS VOLUMETRICO

• Los métodos de valoración son métodos analíticos en los que la cantidad de analito se determina a partir de la cantidad de reactivo estándar que se necesita para reaccionar completamente con el analito.

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PRINCIPIOS DEL ANALISIS VOLUMETRICOPRINCIPIOS DEL ANALISIS VOLUMETRICO

• “El análisis volumétrico consiste en determinar el volumen de una solución de concentración conocida”, que se requiere para la neutralización, precipitación total, oxidación, reducción o formación de un complejo de analito objeto de análisis.

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PRINCIPIOS DEL ANALISIS VOLUMETRICOPRINCIPIOS DEL ANALISIS VOLUMETRICO

• La operación experimental principal en cada determinación volumétrica es la Titulacion, término que puede ser definido, como la adición controlada de una solución a otra con la cual reacciona Cuantitativamente.

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DEFINICION DE TERMINOS UTILIZADOS EN DEFINICION DE TERMINOS UTILIZADOS EN VOLUMETRIAVOLUMETRIA

• Una disolución valorante: Es la disolución de reactivo de concentración conocida, que se usa para realizar un análisis volumétrico.

• Una valoración: Es una operación que consiste en añadir lentamente la disolución valorante desde una bureta, a una solución de analito, hasta que la reacción entre las dos sea completa.

• El volumen gastado para llevar a cabo la valoración se determina por diferencia entre las lecturas final e inicial de la bureta.

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DEFINICION DE TERMINOS UTILIZADOS EN DEFINICION DE TERMINOS UTILIZADOS EN VOLUMETRIAVOLUMETRIA

• Retrotitulación: Consiste en añadir un exceso de disolución valorante sobre la solución valorada, y después determinar el exceso mediante una valoración con un segundo valorante.

• En este caso, el punto de equivalencia o cantidad del primer valorante es igual a la cantidad de analito problema más la cantidad determinada por el segundo valorante (llamada retrovalorante).

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• El punto de equivalencia en una valoración:• Es el punto en el cual la cantidad de sustancia añadida,

es químicamente equivalente a la cantidad de sustancia que se titula.

• Es es un punto teórico que no se puede determinar experimentalmente.

• Por ejemplo, el PE en la valoración del cloruro sódico con nitrato de plata se alcanza después de añadir exactamente 1 mol de ion de plata por cada mol de ion cloruro en la muestra, o para el caso del ácido sulfúrico con el hidróxido sódico, se alcanza después de añadir dos moles de base por cada mol de ácido.

DEFINICION DE TERMINOS UTILIZADOS EN DEFINICION DE TERMINOS UTILIZADOS EN VOLUMETRIAVOLUMETRIA

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• El PE podemos estimarlo observando algún cambio físico que acompañe a la condición de equivalencia y lo más frecuente es el uso de una sustancia auxiliar llamada Indicador.

• El indicador pone de manifiesto cambios visualmente apreciables. Por ejemplo, el permanganato de potasio (cuando se utiliza como reactivo volumétrico en medio ácido) cambia de color morado oscuro (Mn+7) a incoloro (Mn+2).

• Experimentalmente el PE se lo determina a través del Punto Final (momento en el cual cambia de color el indicador) de la titulación.

• El Punto Final de la titulación debería coincidir con el Punto de Equivalencia. La diferencia entre ambos se conoce como Error de Titulación.

DEFINICION DE TERMINOS UTILIZADOS EN DEFINICION DE TERMINOS UTILIZADOS EN VOLUMETRIAVOLUMETRIA

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PRINCIPALES MATERIALES UTILIZADOS EN PRINCIPALES MATERIALES UTILIZADOS EN VOLUMETRIAVOLUMETRIA

Medida exacta y precisa: Pipetas aforadas (simple y doble aforo)BuretasMatraces aforados

Medida sin exactitud ni precisión: Pipetas graduadasProbetasVasos precipitadosErlenmeyers

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PRINCIPALES MATERIALES UTILIZADOS EN PRINCIPALES MATERIALES UTILIZADOS EN VOLUMETRIA VOLUMETRIA (continuación)(continuación)

Vol de soluciónácida de HCl = ?

pipeta

Vol de soluciónácida de HCl = ?

Bureta conSoluc. estándarde NaOH

Bureta

Vol. inicial

Solución neutra-lizada (indicadorCambió a rojo)

Lectura de vol.final utilizado

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LAS REACCIONES QUIMICAS EN VOLUMETRIA - LAS REACCIONES QUIMICAS EN VOLUMETRIA - PROPIEDADESPROPIEDADES

• La base de cualquier método volumétrico es una reacción química, por lo tanto, ésta debe cumplir los siguientes requisitos:

Las reacciones químicas deben:• Ser sencilla y estequiométrica, puesto que ésta sirve

de base a los cálculos. • Ser rápida, para que al ir añadiendo la disolución

valorante, no ocurra cruce entre reacciones (anterior y posterior al agregado de cada gota).

• Ser completa en el momento en que se hayan añadido cantidades equivalentes, pues esto permite realizar los cálculos.

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DISOLUCIONES ESTANDARES UTILIZADAS EN DISOLUCIONES ESTANDARES UTILIZADAS EN VOLUMETRIAVOLUMETRIA

• Las disoluciones estándares utilizadas en volumetría son aquellas que se les conoce exactamente la concentración de soluto que contienen.

• Generalmente por razones de precio y cantidad de disoluciones, éstas son preparadas a partir de sustancias sólidas.

• No olvidar que la exactitud de un análisis volumétrico depende mucho del estándar (sólido) primario o secundario usado para establecer, directa o indirectamente, la concentración de la solución estándar líquida.

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DISOLUCIONES ESTANDARES UTILIZADAS EN DISOLUCIONES ESTANDARES UTILIZADAS EN VOLUMETRIA VOLUMETRIA (Continuación)(Continuación)

Para el caso de sustancias de referencia en estado sólido se deben considerar los siguientes requisitos:

•Debe tener alta pureza conocida y confirmable. De contener impurezas, estas deben ser inertes o no interferir en el proceso analítico.•Deben ser estable y no reaccionar con los constituyentes de la atmósfera (oxígeno, dióxido de carbono). •Deben ser estable a las temperaturas que se someten cuando se los seca en la estufa.•No debe ser higroscópica, porque la absorción de humedad del ambiente afecta la pesada.

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• Deben ser de fácil adquisición.• Deben ser de bajo precio.• Deben tener alto peso equivalente, para disminuir el

error de pesada.

Para el caso de sustancias de referencia en estado líquido se deben considerar los siguientes requisitos:

• Ser suficientemente estable de forma que sólo se necesite determinar una ves su concentración.

• Reaccionar rápidamente con el analito.• Reaccionar selectivamente con el analito.

DISOLUCIONES ESTANDARES UTILIZADAS EN DISOLUCIONES ESTANDARES UTILIZADAS EN VOLUMETRIA VOLUMETRIA (Continuación)(Continuación)

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• Ser suficientemente estable de forma que sólo se necesite determinar una vez su concentración.

• Reaccionar íntegramente con el analito, a objeto de obtener puntos finales bien definidos.

• Debe reaccionar cuantitativamente con la disolución valorante.

Para establecer la concentración real de disoluciones estándar se pueden usar dos métodos:

• El método directo: Consiste en disolver una cantidad exactamente pesada de estándar primario, y luego diluirla a un volumen exacto en matraz volumétrico.

DISOLUCIONES ESTANDARES UTILIZADAS EN DISOLUCIONES ESTANDARES UTILIZADAS EN VOLUMETRIA VOLUMETRIA (Continuación)(Continuación)

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SOLUCIONES ESTANDARES SOLUCIONES ESTANDARES (Continuación)(Continuación)

• El segundo método, consiste en obtener un factor de corrección de acuerdo a los siguientes pasos:

• Preparar la disolución de referencia de acuerdo a cálculos previos (se obtiene la concentración teórica).

• Valorar la disolución de referencia frente a otra disolución patrón primario (se obtiene la concentración real).

• Obtener el factor de corrección (relación entre la concentración real y la concentración teórica).

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CLASIFICACIÓN DE LOS METODOS CLASIFICACIÓN DE LOS METODOS VOLUMETRICOSVOLUMETRICOS

• Los métodos volumétricos de análisis, se clasifican principalmente en función del tipo de reacción química utilizada, dividiéndose en cuatro clases principales:

1. Volumetría de Neutralización.

2. Volumetría de Precipitación.

3. Volumetría de Oxido-reducción.

4. Volumetría de Formación de complejos.

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CLASIFICACIÓN DE LOS METODOS CLASIFICACIÓN DE LOS METODOS VOLUMETRICOS VOLUMETRICOS (Continuación)(Continuación)

Volumetría de Neutralización:• Llamadas también valoraciones ácido-base. Se

efectúa una reacción de neutralización en la cual un ácido reacciona con una cantidad equivalente de base.

• El valorante es siempre un ácido o una base fuerte, siendo el analito una base o ácido fuerte o débil.

• Las curvas de valoración se construyen representando el pH de la disolución frente al volumen de reactivo añadido.

• Los indicadores utilizados suelen ser ácidos o bases débiles de intensos colores.

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CLASIFICACIÓN DE LOS METODOS CLASIFICACIÓN DE LOS METODOS VOLUMETRICOS VOLUMETRICOS (Continuación)(Continuación)

Volumetría de Precipitación:• Llamadas también valoraciones de precipitación.

• Están basadas en reacciones en las que se forman

• compuestos de baja solubilidad.

• La mayoría de los precipitados se forman lentamente lo que hace que se disponga de pocos agentes precipitantes para su aplicación en valoraciones.

• El nitrato de plata es el reactivo precipitante más importante y uno de los más utilizados en la determinación de halogenuros, SCN-, CN- y CNO-.

• Los métodos volumétricos que utilizan el nitrato de plata como agente valorante reciben el nombre de argentométricos.

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CLASIFICACIÓN DE LOS METODOS CLASIFICACIÓN DE LOS METODOS VOLUMETRICOS VOLUMETRICOS (Continuación)(Continuación)

Volumetría de Oxido - Reducción:• Llamada también valoraciones de oxidación-

reducción. • En este tipo de valoraciones se produce una

reacción de transferencia de electrones entre el analito (sustancia a valorar) y el agente valorante.

• La reacción que ocurre entre ambos debe ser de cinética alta, puesto que de su velocidad depende la obtención de buenos resultados.

• Por otra parte debe disponerse de un medio que permite observar el punto final de la valoración.

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CLASIFICACIÓN DE LOS METODOS CLASIFICACIÓN DE LOS METODOS VOLUMETRICOS VOLUMETRICOS (Continuación)(Continuación)

Volumetría de Oxido - Reducción:• Estos indicadores pueden ser de muy diversos tipos,

pero por lo general, son sustancias con características redox y cuya forma oxidada y reducida tienen diferente color.

• El valor del potencial normal del indicador tiene que

estar entre los potenciales normales de los dos sistemas, para que cambie cerca del punto de equivalencia de la valoración.

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CLASIFICACIÓN DE LOS METODOS CLASIFICACIÓN DE LOS METODOS VOLUMETRICOS VOLUMETRICOS (Continuación)(Continuación)

Volumetría de Formación de complejo:• Llamadas también valoraciones de formación de

complejos.• Los reactivos que forman complejos se utilizan

ampliamente en la valoración de cationes metálicos.• Los más empleados son compuestos orgánicos que

tienen varios grupos donadores de electrones capaces de formar numerosos enlaces covalentes con iones metálicos.

• Como indicadores químicos se utilizan colorantes

orgánicos que forman quelatos coloreados con los iones metálicos.

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CLASIFICACIÓN DE LOS METODOS CLASIFICACIÓN DE LOS METODOS VOLUMETRICOS VOLUMETRICOS (Continuación)(Continuación)

Volumetría de Formación de complejo:• El negro de eriocromo T es de los más utilizados,

cuyos complejos con los iones metálicos son generalmente rojos, presentado un cambio de coloración en función del pH del medio en el que se realice la valoración puesto que la especie libre es roja/azul/naranja en función de que estemos a pH<6.3, 6.3<pH<11.6, y pH>11.6 respectivamente.

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INDICADORESINDICADORES

• Las sustancias usadas como indicadores dependen del tipo de reacción que sirve de base para la determinación.

• A continuación se hará referencia a aquellos indicadores que permiten detectar el punto final de una reacción de neutralización.

• Los indicadores ácido-base son colorantes orgánicos con carácter de ácido débil (ej. Fenolftaleina) o base débil (ej. Anaranjado de Metilo) que tienen la particularidad de presentar colores diferentes en la forma ácida o básica.

• De esta manera el punto final en una valoración ácido-base viene dado por un cambio de color del indicador.

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INDICADORES INDICADORES (Continuación)(Continuación)

• El cambio de color que experimenta el indicador es debido a cambios en la configuración electrónica de sus moléculas.

• Si se considera un indicador ácido orgánico débil, de fórmula general HI. Este ácido ioniza según la siguiente reacción:

HI H+ + I−

• En este ejemplo la molécula sin disociar (HI), es incolora, al producirse la disociación genera el ion I- que es coloreado debido a la reagrupacion de los átomos.

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INDICADORES INDICADORES (Continuación)(Continuación)

• En solución acuosa la ionización del ácido es tan pequeña que no se puede apreciar el color.

• Sin embargo, el agregar una sustancia alcalina, la reacción con el ión hidrógeno desplaza el equilibrio anterior hacia la derecha y se incrementa la concentración del ión I- hasta un punto en que se hace visible el color.

• La constante de ionización del indicador (denominada constante del indicador) es:

• Análogamente un indicador que sea una base débil, de fórmula general IOH, se ioniza según:

HIIH

Ka

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INDICADORES INDICADORES (Continuación)(Continuación)

IOH I+ + OH−

• La constante de ionización es:

• En solución acuosa predomina el color de las moléculas de IOH, pero la adición de un ácido, aumenta la concentración de I+ y por lo tanto cambia el color.

IOHOHI

Kb

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INDICADORES INDICADORES (Continuación)(Continuación)

Curva de valoración:

“representación gráfica de la variación de concentración de la sustancia valorada (analito) con las cantidades crecientes (volumen) de agente valorante” o también son representaciones gráficas de la variación del pH en el transcurso de la valoración:

c = f(v), o también (valoración) = f(v)

• Debe presentar saltos nítidos en las proximidades del P.E.

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INDICADORES INDICADORES (Continuación)(Continuación)

Curva de valoración:

% valoración ó ml valorante

(2)

(1)

(3)

Hay que resaltar tres zonas:

(1) Antes de alcanzar el P.E.

(2) El Punto de Equivalencia (P.E.)

(3) Rebase del Punto de Equivalencia

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INDICADORES INDICADORES (Continuación)(Continuación)

Curva de valoración:

% valoración ó ml valorante

Curva normal de titulación Concentración

elevada deindicador

Efecto de la concentración de Indicador

% valoración ó ml valorante

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INDICADORES INDICADORES (Continuación)(Continuación)

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INDICADORES INDICADORES (Continuación)(Continuación)

Fenoftaleina Rojo de metilo

Azul de bromotimol

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CARACTERISTICAS ANALITICAS DE LOS CARACTERISTICAS ANALITICAS DE LOS METODOS VOLUMETRICOSMETODOS VOLUMETRICOS

• Selectividad: Está vinculada a las características de la reacción volumétrica y al tipo de indicador.

• Sensibilidad: Son métodos que se usan para componentes sólo “mayoritarios” (10-2M).

• Exactitud: Está vinculada a las medidas de peso y volumen y al buen uso de cálculos (son bastante exactos).

• Precisión: Es buena ( 2%) • Estos métodos son requidos con frecuencia en la

estandarización de patrones y el calibrado de instrumentos analíticos.

• Algunos de ellos (método de Kjeldhal..etc) forman parte del arsenal analítico de métodos propuestos por el protocolo internacional de normas de análisis químico.

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EXPRESIONES DE CONCENTRACIONEXPRESIONES DE CONCENTRACION

• Una unidad de concentración muy útil en cálculos volumétricos es la denominada Normalidad, que emplea el concepto de equivalentes y peso equivalente.

• La concentración normal depende de la reacción en particular, y es necesario especificar dicha reacción.

• Su principal ventaja frente a otras expresiones de concentración radica en que para toda reacción un equivalente de A reacciona con uno de B y además si las disoluciones tienen la misma normalidad, un volumen de la sustancia A reacciona con el mismo volumen de la sustancia B.

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EXPRESIONES DE CONCENTRACION EXPRESIONES DE CONCENTRACION (Continuación)(Continuación)

• También son usadas con frecuencia las siguientes unidades de concentración:

Molaridad gr/L ppm (mg/L) %(m/m)Normalidad gr/mL ppb (µg/L) %(m/v)

• MOLARIDAD (M): número de moles de soluto disueltos en un litro de disolución.

• NORMALIDAD (N): número de equivalentes de soluto disueltos en un litro de disolución.

• MASA/VOLUMEN (g/L, gr/mL): masa de soluto disuelta en un volumen de disolución.

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EXPRESIONES DE CONCENTRACION EXPRESIONES DE CONCENTRACION (Continuación)(Continuación)

• PARTES POR MILLÓN (ppm)(*): masa de soluto expresada en mg, disuelta en 1 L de disolución (1 parte en un 1000 000 de partes).

• PARTES POR BILLÓN (ppb)(*): masa de soluto expresada en g, disuelta en 1 L de solución. (1 parte en 1 000 000 000 de partes).

• PORCENTAJE MASA/MASA (% m/m): masa de soluto expresada en gramos, disuelta en 100 g de disolución.

• PORCENTAJE MASA/VOLUMEN (% m/v): masa de soluto expresada en gramos, disuelta en 100 mL de disolución.

(*) Puede ser expresado en volumen (L) o en masa (kg).

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CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE PATRONESPATRONES Ejemplo 1

• Describir la preparación de 5 litros de Na2CO3 0.1M (105.9 gr/mol) a partir del patrón primario sólido.

• Como el volumen está en un litro, los cálculos de basan en moles más que en milimoles.

• Para obtener la cantidad requeridade Na2CO3, se escribe:

3232

32 50.010.0

*5 CONamolL

CONamolLCONadeCantidad

)/(*)()(323232 LmolcLVmolnCONadeCantidad CONasolucCONa

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CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE PATRONESPATRONES (Continuación)(Continuación)

• Para obtener la masa de Na2CO3, se tiene que:

• Por tanto, la solución se prepara disolviendo 53.0 gr

de Na2CO3 en agua y diluyendo a 5 litros.

32

323232

99.105*50.0

32 CONamol

CONagCONamolmCONadeMasa CONa

3232 0.53 CONadegrCONadeMasa

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CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE PATRONESPATRONES (Continuación)(Continuación)

Ejemplo 2• Se necesita una solución patrón 0.01M de Na+ para

calibrar un método fotométrico de llama con el fin de determinar este elemento. Describir cómo se prepararía 500 ml de esta solución partiendo del patrón primario.

• Se quiere calcular la masa de reactivo necesaria para tener la molaridad de 0.01 mol/L. En este cálculo se utilizan milimoles porque el volumen está en mililitros.

• Como el Na2CO3 se disocia para dar dos iones Na+, el número de milimoles de Na2CO3 requerido es:

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CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE PATRONESPATRONES (Continuación)(Continuación)

De la definición de milimoles, se tiene que:

Por tanto, la solución se prepara disolviendo 0.265 g de Na2CO3 en agua y diluyendo hasta 500 ml.

Nademmol

CONademmol

ml

NammolmlCONadeCantidad

2

1*

010.0*005 32

32

mmolCONadeCantidad 5.232

32

323232

10599.0*50.2

CONammol

CONagCONammolCONadeMasa

grCONadeMasa 265.032

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CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE PATRONESPATRONES (Continuación)(Continuación)

Ejemplo 3• Cómo se prepararían alícuotas de 50 ml de

soluciones patrón que sean 0.005 M, 0.002 M y 0.001 M en Na+ a partir de la solución descrita en el ejemplo 2.

• El número de milimoles de Na+ que se deben tomar de la solución concentrada debe ser igual al número de milimoles que tengan las soluciones diluidas. Por lo tanto:

Cantidad de Na+ en la solución concentrada = Cantidad de Na+ en la solución diluida

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CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE PATRONESPATRONES (Continuación)(Continuación)

• Recuerde que el número de milimoles es igual al número de milimoles por mililitros multiplicado por el número de mililitros, entonces:

• Donde VConc y VDil son los volúmenes en mililitros de las soluciones concentradas y diluidas, respectivamente, y CConc y CDil son sus concentraciones molares de Na+. Esta ecuación se reordena para obtener:

DilDilConcConc CVCV **

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CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE PATRONESPATRONES (Continuación)(Continuación)

• Por tanto, para hacer 50 ml de Na+ 0.005 M, se deben diluir 25 ml de la solución concentrada exactamente a 50 ml.

• Repetir este cálculo con las otras dos molaridades para corroborar que al diluir 10 y 5 ml de la solución concentrada hasta 50 ml se obtienen las soluciones deseadas.

ml

ml

Nammolml

Nammolml

C

CVV

Conc

DilDilConc 0.25

01.0

005.0*50*

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CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE DATOS DE VALORACIONDATOS DE VALORACION

Ejemplo 4• En la titulación de un volumen de 50 ml de una

solución de HCl se necesitaron 29.71 ml de Ba(OH)2 0.01963 M para alcanzar el punto final, usando como indicador verde de bromocresol. Cálcular la molaridad del HCl.

• En la titulación, 1 mmol de Ba(OH)2 reacciona con 2 mmol de HCl.

• Por tanto, la relación estequiométrica es:

OHBaClHClOHBa 222 22

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CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE DATOS DE VALORACIONDATOS DE VALORACION (Continuación) (Continuación)

• El número de milimoles de solción patrón se obtiene de la siguiente manera:

• Para obtener el número de milimoles de HCl, se multiplica este resultado por la relación estequiométrica anterior.

21

2Re

OHBammol

HClmmoltricaestequiomélación

2

222

01963.0*71.29

OHBademl

OHBammolOHBamlOHBadeCantidad

22 1

2*01963.0*71.29

OHBammol

HClmmolOHBammolHCldeCantidad

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CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE DATOS DE VALORACIONDATOS DE VALORACION (Continuación)(Continuación)

• Para obtener el número de milimoles de HCl por ml, el término anterior se divide entre el volumen del ácido.

M

solucióndeml

HClmmol

solucióndeml

HClmmolCHCl 0233.0

023328.0

50

2*01963.0*71.29

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CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE DATOS DE VALORACIONDATOS DE VALORACION (ContinuaciónContinuación)

Ejemplo 5

• En la titulación de 0.2121 gr de Na2C2O4 puro (134 gr/mol) se gastan 43.31 ml de KMmO4. ¿Cuál es la molaridad de la solución de KMnO4?. La reacción química es la siguiente:

• En esta ecuación se observa que la relación estequiométrica es:

OHCOMnHOCMnO 2222

424 81021652

422

4

5

2Re

OCNammol

KMnOmmoltricaestequiomélación

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CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE DATOS DE VALORACIONDATOS DE VALORACION (Continuación) (Continuación)

• La cantidad del patrón primario Na2C2O4 está dada por:

• Para obtener el número de milimoles de KMnO4 se multiplica por el factor estequiométrico.

• La molaridad se obtiene entonces dividiendo lo anterior entre el volumen de KMnO4 consumido.

422

422422422 134.0

1*2121.0

OCNagr

OCNammolOCNagrOCNadeCantidad

422

44224 5

2*

1340.0

2121.0

OCNammol

KMnOmmolOCNammolKMnOdeCantidad

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CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE CALCULO DE MOLARIDAD A PARTIR DE DATOS DE VALORACIONDATOS DE VALORACION (Continuación) (Continuación)

MKMnOml

KMnOmmol

CKMnO 01462.031.43

5

2*

1340.0

2121.0

4

4

4

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CALCULO DE LA CANTIDAD DE ANALITO A CALCULO DE LA CANTIDAD DE ANALITO A

PARTIR DE DATOS DE VALORACIONPARTIR DE DATOS DE VALORACION • Ejemplo 6• Una muestra de 0.8040 gr de un mineral de hierro se

disuelve en ácido. Posteriormente, el hierro se reduce a Fe2+ y se titula con 47.22 ml de una solución 0.02242 M de KMnO4. Calcular los resultados de este análisis en términos de: a) % de Fe (55.847 gr/mol), y b) % de Fe3O4 (231.54 gr/mol). La reacción del analito con el reactivo se describe con la siguiente ecuación.

OHFeMnHFeMnO 2322

4 4585

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CALCULO DE LA CANTIDAD DE ANALITO A CALCULO DE LA CANTIDAD DE ANALITO A PARTIR DE DATOS DE VALORACIONPARTIR DE DATOS DE VALORACION (Cont.) (Cont.)

La masa de Fe2+ está dada por:

4

2

1

5Re

KMnOmmol

Femmoltricaestequiomélación

4

444

02242.0*22.47

KMnOml

KMnOmmolKMnOmlKMnOdeCantidad

4

2

42

1

5*02242.0*22.47

KMnOmmol

FemmolKMnOmmolFedeCantidad

2

222 055847.0*5*02242.0*22.47

Fedemmol

FedegrFemmolFedeMasa

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CALCULO DE LA CANTIDAD DE ANALITO A CALCULO DE LA CANTIDAD DE ANALITO A PARTIR DE DATOS DE VALORACIONPARTIR DE DATOS DE VALORACION (Cont.) (Cont.) • El porcentaje de Fe2+ es:

b) Para determinar la relación estequiométrica correcta, nótese que:

• De esta manera:

%77.36100*

8040.0

055847.0*5*02242.0*22.47%

22

muestradegr

FedegrFede

42 15 MnOFe

42

43 3155 MnOFeOFe

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CALCULO DE LA CANTIDAD DE ANALITO A CALCULO DE LA CANTIDAD DE ANALITO A PARTIR DE DATOS DE VALORACIONPARTIR DE DATOS DE VALORACION (Cont.) (Cont.) • La relación estequiométrica es:

• Calculando la cantidad de KMnO4, tenemos:

4

43

3

5Re

KMnOmmol

OFemmoltricaestequiomélación

4

444

02242.0*22.47

KMnOml

KMnOmmolKMnOmlKMnOdeCantidad

4

43443 3

5*02242.0*22.47

KMnOmmol

OFemmolKMnOmmolOFedeCantidad

43

434343

23154.0*

3

5*02242.0*22.47

OFemmol

OFegrOFemmolOFedeMasa

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CALCULO DE LA CANTIDAD DE ANALITO A CALCULO DE LA CANTIDAD DE ANALITO A PARTIR DE DATOS DE VALORACIONPARTIR DE DATOS DE VALORACION (Cont.) (Cont.)

• El porcentaje de Fe3O4 es:

%81.50100*8040.0

23154.0*3

5*02242.0*22.47

%43

43

muestradegr

OFedegr

OFede

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CONCLUSIONESCONCLUSIONES

• Los métodos volumétricos son métodos sencillos que con frecuencia se utilizan en análisis rutinarios de componentes mayoritarios de muestras en las que el analito posee: Propiedades ácido-base, Propiedades REDOX, o bien se puede incorporar a la estructura de un COMPLEJO, con elevado grado de selectividad.

• Finalmente son métodos relativamente rápidos, fácilmente automatizables, cuya precisión viene dada por la del material volumétrico utilizado.

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REFERENCIASREFERENCIAS

• Skoog, D., West, D., Holler, F.J., & Crouch, S. (2000). Analytical Chemistry: An Introduction. 7th ed. Thomson Learning, Inc: United States of America.

• http://wine1.sb.fsu.edu/chm1045/notes/Aqueous/Stoich/Aqua02.htm

• www.psigate.ac.uk/newsite/ reference/plambeck/chem1/p01173.htm

• http://www2.hmc.edu/~karukstis/chem21f2001/tutorials/tutorialStoichiFrame.html