MANUAL DE PRÁCTICAS ANALÍTICA 2013b

MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013.UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE QUERÉTARO. FACULTAD DE QUÍMICA. MANUAL DE PRÁCTICAS PARA EL LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA. JOSÉ MERCED ESPARZA GARCÍA 2013-2014 1 MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. PROGRAMA DE LABORATORIOÍDE QUÍMICA ANALÍTICA. SEGUNDO SEMESTRE DEL AÑO 2013. SESIÓN DE LOS MARTES. Fecha Actividad Agosto 6 Práctica 1 Agosto 13 Práctica 2 Agosto 20 Práctica 3 Agosto 27 Práctica 4 Septiembre 3 Septiembre 10 Septiembre 17 Práctica 5 Práctica 6 Práctica 7 Septiembre 24 Práctica 8 Octubre 1 Práctica 9 Octubre 8 Práctica 10 Octubre 15 Práctica 11 Octubre 22 Práctica 12 Octubre 29 Noviembre 5 Práctica 13 Noviembre 12 Práctica 14 Descripción de la actividad. INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA ANALÍTICA. EL TRABAJO EXPERIMENTAL ANÁLISIS CUALITATIVO. PRUEBAS RÁPIDAS PARA IDENTIFICACIÓN DE ANIONES Y CATIONES.. PROPIEDADES FÍSICAS MEDIBLES Y SU RELACIÓN CON LA CONCENTRACIÓN DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE UNA REACCIÓN QUÍMICA EN SOLUCIÓN ACUOSA. VERACIDAD DE LAS MEDIDAS. ANÁLISIS CUANTITATIVO. PREPARACIÓN Y VALORACIÓN DE UNA SOLUCIÓN. TITULACIONES DIRECTAS, INDIRECTAS Y POR RETROCESO. YODOMETRIAS Y YODIMETRIAS. DETERMINACIÓN DE UN ANALITO MEDIANTE DOS MÉTODOS DISTINTOS. DETERMINACIÓN DE AGUA OXIGENADA POR YODIMETRÍA Y PERMANGANIMETRÍA. DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD DE ONDA DE MÁXIMA ABSORCIÓN DE LUZ Y PREPARACIÓN DE UNA CURVA DE CALIBRACIÓN. DETERMINACIÒN COLORIMÈTRICA DE HIERRO. DETERMINACIÓN DE UN ANALITO MEDIANTE UN MÉTODO VOLUMÉTRICO EN MEDIO NO ACUOSO. DETECCIÓN DEL PUNTO DE EQUIVALENCIA POR MÉTODOS INSTRUMENTALES. SEGUIMIENTO DE UNA TITULACIÓN ÁCIDO-BASE. SOLUCIÓN AMORTIGUADORA DE pH Y CAPACIDAD DE AMORTIGUAMIENTO. ULTIMO DÍA PARA ENTREGAR REPORTES . 2 MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. PROGRAMA DE LABORATORIOÍDE QUÍMICA ANALÍTICA. SEGUNDO SEMESTRE DEL AÑO 2013. SESIÓN DE LOS JUEVES. Fecha Actividad Agosto 8 Práctica 1 Agosto 15 Práctica 2 Agosto 22 Práctica 3 Agosto 29 Práctica 4 Septiembre 5 Septiembre 12 Septiembre 19 Práctica 5 Práctica 6 Práctica 7 Septiembre 26 Práctica 8 Octubre 3 Práctica 9 Octubre 10 Práctica 10 Octubre 17 Práctica 11 Octubre 24 Práctica 12 Octubre 31 Noviembre 7 Práctica 13 Noviembre 14 Práctica 14 Descripción de la actividad. INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA ANALÍTICA. EL TRABAJO EXPERIMENTAL ANÁLISIS CUALITATIVO. PRUEBAS RÁPIDAS PARA IDENTIFICACIÓN DE ANIONES Y CATIONES.. PROPIEDADES FÍSICAS MEDIBLES Y SU RELACIÓN CON LA CONCENTRACIÓN DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE UNA REACCIÓN QUÍMICA EN SOLUCIÓN ACUOSA. VERACIDAD DE LAS MEDIDAS. ANÁLISIS CUANTITATIVO. PREPARACIÓN Y VALORACIÓN DE UNA SOLUCIÓN. TITULACIONES DIRECTAS, INDIRECTAS Y POR RETROCESO. YODOMETRIAS Y YODIMETRIAS. DETERMINACIÓN DE UN ANALITO MEDIANTE DOS MÉTODOS DISTINTOS. DETERMINACIÓN DE AGUA OXIGENADA POR YODIMETRÍA Y PERMANGANIMETRÍA. DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD DE ONDA DE MÁXIMA ABSORCIÓN DE LUZ Y PREPARACIÓN DE UNA CURVA DE CALIBRACIÓN. DETERMINACIÒN COLORIMÈTRICA DE HIERRO. DETERMINACIÓN DE UN ANALITO MEDIANTE UN MÉTODO VOLUMÉTRICO EN MEDIO NO ACUOSO. DETECCIÓN DEL PUNTO DE EQUIVALENCIA POR MÉTODOS INSTRUMENTALES. SEGUIMIENTO DE UNA TITULACIÓN ÁCIDO-BASE. SOLUCIÓN AMORTIGUADORA DE pH Y CAPACIDAD DE AMORTIGUAMIENTO. ULTIMO DÍA PARA ENTREGAR REPORTES . 3 10. 13 y 14) 40% REPORTES 40% EN LA PRÁCTICA EN DONDE NO SE PRESENTEN. A DICHA PRÁCTICA. COMPONENTES DE LA CALIFICACIÓN FINAL ASISTENCIA 5% TRABAJO EN LABORATORIO 15% EXAMENES (prácticas 6. LAS PRÁCTICAS DE EXAMEN DEBERÁN DE ENTREGAR EL RESULTADO SOLICITADO EL MISMO DÍA DE SU REALIZACIÓN EN LOS TIEMPOS INDICADOS. 4 . NO RECIBIRÁN CALIFICACIÓN PARA EL REPORTE Y: EL TRABAJO DE LABORATORIO CORRESPONDIENTE. LAS PRÁCTICAS DE EXAMEN NO DEBERÁN DE INCLUIRSE EN LOS REPORTES.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. 5 . aplicándose también en el respeto y cuidado del ambiente. disciplina en el trabajo y habilita para la vida. se recrea en reproducirlos. cambiar. permite forzar los supuestos y confrontarlos contra la realidad. INTRODUCCIÓN. corrobora principios.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. De ahí lo trascendente en el trabajo de laboratorio. modificarlos y plantear nuevas opciones. elimina supuesto y prejuicios. que desecha prejuicios y se mantiene atento al alcance de resultados. Provee de conclusiones a quien se compromete con él lo mismo en los éxitos que en los fracasos. como las cantidades que la conforman. fundamenta teorías y establece leyes de comportamiento. provee herramientas de conocimiento que fortalecen el pensamiento humano. El trabajo de laboratorio es capaz de cubrir diversos objetivos didácticos y luego profesionales. estimula a la aventura de indagar. en fin proponer aún contra lo establecido. para así. asociadas a propiedades físicas observables y/o medibles. También es coincidente con distintas Ciencias Naturales en basar el desarrollo del conocimiento en la recuperación histórica y evolución del mismo. innovar. además de favorecer el pensamiento lógico y ordenado. tiene su base en la experimentación y el empirismo. contra lo esperado y a favor de nuevos resultados. La Química al igual que otras Ciencias se ha comprometido a lo largo de la historia de la humanidad en la búsqueda continua del conocimiento y de encontrar explicaciones más certeras acerca de los fenómenos que le corresponden. las grandes dudas y vacilaciones han terminado por ser resueltas con la virtud de la experiencia. recuperarlos. recoge las experiencias de cada día y las que se han sumado a través de los siglos. La Química Analítica se concentra además en los fenómenos de transformación química de las especies. tener amplias posibilidades de realizar propuestas realizables e innovaciones para el bienestar del hombre y en los últimos años. que permitan determinar lo mismo las cualidades de la materia y de sus componentes. MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. bioquímica. solo por citar algunos. suelo. Tiene pues el trabajo experimental una importancia fundamental en la formación de profesionales de la Química y en el campo de la Química Analítica. remediación ambiental. agua. Conjuga en su desempeño de otros campos del conocimiento. concentra y proyecta el desarrollo del conocimiento. Provee las bases para muchos otros campos disciplinarios. tanto que el mayor porcentaje de la información de que se dispone. asociado a las propiedades fisicoquímicas que se utilizan en el análisis químico. precisan de conceptos y habilidades que esta materia puede entregar. El trabajo experimental en la Química Analítica es básico. cinética química. biotecnología. mecánica. producción y conservación de alimentos. 6 . óptica y electricidad son algunos de los campos del saber muy cercanos al trabajo de laboratorio de la Química Analítica y su integración favorece la formación académica de los estudiantes. calidad de aire. hidrometalurgia. termodinámica. es producto de la experimentación. El trabajo experimental ha sido la base en la comprensión de distintos fenómenos fisicoquímicos que ocurren en la Naturaleza. El alumno deberá hacer un esfuerzo por asociar los fenómenos observados con información teórica que ha adquirido en su formación previa.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. 7 . además de que su interpretación permite la creación de nuevo conocimiento. LA OBSERVACIÓN EN EL LABORATORIO. PRÁCTICA 1. La observación de los eventos que ocurren en el trabajo práctico enriquecen el conocimiento y facilitan el aprendizaje de conceptos teóricos. En esta práctica se pondrá un énfasis especial en la observación de todos los eventos que ocurran en cada experimento para su posterior exposición y discusión colectiva. . Anotar lo que ocurre. No es necesario señalar explícitamente las leyes de comportamiento. EXPERIMENTO 1. 8 . aproximadamente. INTRODUCCIÓN AL CURSO DE QUÍMICA ANALÍTICA.a) Preparar una solución con 0. de la última solución obtenida tomar dos ml y mezclar con 8 de agua y así consecutivamente hasta tener 10 soluciones. Los comentarios simples pero contundentes. Observar como cambia la intensidad de color y sentir el cambio de temperatura que ocurren cuando se realizan algunas diluciones o se forman soluciones. comentar acerca de la Nesslerometría en particular y la espectrometría en general.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Anotar observaciones. c) Mezclar una pizca de cloruro de amonio con 10 ml de agua. Las especies químicas tienen propiedades ópticas. De aquí tomar dos mililitros y mezclar con 8 ml de agua. Observar lo que ocurre cuando se colocan en forma ordenada en cada uno de sus recipientes (tubos de ensaye ordenados en una gradilla).5 gramos de permanganato de potasio o de cualquier otra sal que produzca una solución colorida.OBSERVACIÓN DE LA DILUCIÓN. b) Mezclar una lenteja de sosa con 10 ml de agua. 1. la más utilizada es la medición de colores visibles. y mezclar con 20 ml de agua. disolver y tocar el recipiente.. es necesario utilizar las observaciones evidentes que realizan los estudiantes. disolver y tocar el recipiente. PRÁCTICA 1. Es importante observar detenidamente los cambios que ocurren y que resultan muy evidentes a la vista.. INTRODUCCIÓN AL CURSO DE QUÍMICA ANALÍTICA. ponerlo a reposar en el otro aro y después de que las fases queden separadas podemos observar el punto final al que habremos de llegar con el sistema que está actuando de manera libre. 0. Los disolventes no polares incorporan en su seno preferentemente a las especies covalentes.5 gramos de yoduro de potasio en 20 ml de agua.En cada embudo de separación introducir la mitad de la solución acuosa de yodo. En la primera se mezclan de manera permanente utilizando la agitación manual para ello. Podrá observarse el movimiento del sistema para alcanzar su estado de equilibrio. con 0. Las especies químicas tienen la posibilidad de distribuirse en distintos medios.. comience a contar el tiempo y observe. como el yodo. se realiza en dos versiones. PRÁCTICA 1. aunque también puede disolver especies covalentes.EL REPARTO ENTRE LAS FASES. en la segunda se deja que el proceso ocurra libremente. Recordando lo que han estudiado de polaridad y enlaces. Cuando los dos sistemas igualen los tonos de las fases dejen de contar el tiempo. EXPERIMENTO 2.. después de un tiempo las soluciones no modifican más su color. NOTA: Se recomienda preparar la solución de yodo con al menos un día de anticipación. 2. no polares. sabemos que el agua es un disolvente polar. sin embargo siempre existirá un medio que les resulte más afín. 9 . 1.2 gramos de yodo. con cuidado y lentamente adicionar 10 ml de tetracloruro de carbono. cuide de disminuir la presión que se va formando orientando la punta del embudo hacia arriba con una ligera inclinación y abriendo la llave. El otro embudo será cerrado con su tapón y agitado de manera continua.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Uno de los embudos de separación dejarlo sin tapa y colocarlo con mucho cuidado en el aro del soporte que se ha instalado.Se disuelve yodo en agua y posteriormente se mezcla esta solución con tetracloruro de carbono. capaz de disolver preferentemente especies polares. En el experimento se observará la competencia entre las fases acuosa y orgánica por tener al yodo en su seno. Gota a gota agregar solución de ácido clorhídrico aproximadamente 0. 1. INTRODUCCIÓN AL CURSO DE QUÍMICA ANALÍTICA. El olfato también es un sentido que percibe las reacciones.Mezclar las soluciones de yodato de potasio y de yoduro de potasio con 1 ml de solución de sosa que es aproximadamente 0. lo mismo que no podrá ocurrir entre la sosa y el yoduro de potasio. 10 . Es útil mezclar en primera instancia el yodato con la sosa e indicar que no existe ahí ninguna reacción. obervar lo que ocurre. si es necesario volver a acidular para que apareza el yodo. la sosa y el ácido solamente imponen las condiciones del medio. EXPERIMENTO 3.1 M. Regresar al inicio con la adición nuevamente de hidróxido de sodio hasta que desaparezca el yodo.1 M y observar lo que ocurre. sean capaces de decidir quien es la especie que está apareciendo. PRÁCTICA 1. Buscar que cuando aparezca el color café del yodo producido por la reacción entre el yodato y el yoduro.REVERSIBILIDAD DE UN PROCESO. Observar lo que ocurre. Realizar una mezcla química y modificar las condiciones del medio. cuando exista un cambio evidente agregar un ml más de la solución de ácido clorhídrico..MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013.. observar lo que ocurre y oler la muestra. Agregar ahora solución de sosa hasta encontrar cambios evidentes y ver si se puede regresar a las condiciones de inicio. . a una de ellas le agregamos 10 gotas de HCl y a la otra 10 gotas de amoniaco. 11 . se separa en dos recipientes. según reporta la literatura ambas especies son capaces de reaccionar. colocando a cada una de ellas en el matraz EM.LAS CONDICIONES DEL MEDIO. cuando ocurra el cambio de color de la solución contamos el número de gotas añadidas y lo anotamos para recordarlo. EXPERIMENTO 4.. se recomienda un medio básico para que la reacción tenga buen desempeño. las contamos y observamos. para ello se utiliza un indicador. sin embargo al imponer las condiciones del medio óptimas el proceso se desarrollará y la reacción podrá ser identificada. en uno se adiciona HCl y en otro amoníaco. En la velocidad de una reacción y en la posibilidad de ocurrencia puede influir también el medio de manera sustancial.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Se prepara una solución de ión Magnesio y ENT. 1. La reacción se acompaña de otra en la cual el Magnesio en la menor cantidad posible reacciona con el Eriocromo Negro T (ENT) formando un compuesto colorido. A la muestra que contiene el amoniaco le agregamos gota a gota solución de EDTA. En este caso se mezclarán dos soluciones que contienen Magnesio y EDTA. INTRODUCCIÓN AL CURSO DE QUÍMICA ANALÍTICA.La solución de magnesio y ENT se separa en dos fracciones de igual tamaño aproximadamente. PRÁCTICA 1. después de ambas adiciones se agrega el EDTA y se observa que ocurre con la adición sucesiva de EDTA. ante la ausencia de ión Magnesio libre el ENT cambia de color. Ahora en el recipiente acidulado agregamos solución de EDTA hasta alcanzar el número de gotas iguales a las que gastó la muestra amoniacal. Dos especies químicas capaces de reaccionar al mezclarse en un medio inadecuado no tendrán la reactividad esperada. seguimos adicionando y vemos que ocurre. Mezclar la solución de cloruro de sodio con nitrato de plata. EXPERIMENTO 5. adicionar luego una tercer con características semejantes a una de las dos primeras. 12 .DESPLAZAMIENTO. propiedades periódicas. luego agregar el cloruro de sodio y observar. observar lo que ocurre. adicionar ahora solución de yoduro de potasio y observar lo que ocurre.. independientemente del orden en el cual se mezclen.. Discutir que finalmente el yoduro de plata (precipitado amarillo) prevalece sobre el cloruro de plata (precipitado blanco). En una nueva mezcla adicionar al nitrato de plata en primer lugar el yoduro de potasio. INTRODUCCIÓN AL CURSO DE QUÍMICA ANALÍTICA. PRÁCTICA 1. observar. Realizar una mezcla entre dos especies químicas que reaccionan.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. y observar lo que ocurre. 1. comience a contar el tiempo y observe lo que ocurre. EXPERIMENTO 6. Resulta común suponer que al mezclar un ácido con un metal ocurra una reacción. 2. agregando 5 ml de ácido nítrico concentrado a uno y 5 ml de ácido clorhídrico concentrado a otro. REACCIONES QUE OCURREN. PRÁCTICA 1. cuente el tiempo y observe. 13 . a uno de ellos agregue 5 ml de ácido nítrico concentrado.. no siempre ocurre lo mismo. ocurre que el metal oxidado se incorpora a la solución.Repita el procedimiento ahora colocando en cada uno de dos recipientes un trozo de hierro o de granalla de zinc. deje de contar el tiempo cuando ya no ocurra ningún cambio en el sistema. 3.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. 1. como el ácido normalmente se adiciona en solución que tiene como disolvente el agua. Deje de contar cuando ya no ocurra ningún cambio.Coloque una pieza de cobre en cada uno de dos recipientes.. Observe cuidadosamente todos los acontecimientos que se presentan en cada ensayo. INTRODUCCIÓN AL CURSO DE QUÍMICA ANALÍTICA. la cual se vuelve evidente por la oxidación del metal que se transforma en ión. Ahora en el otro recipiente en donde ha colocado la otra pieza de cobre agregue 5 ml de ácido clorhídrico concentrado. En el experimento se pretende mostrar que cuando se mezcla un ácido y un metal. después de ambas adiciones se agrega el oxalato. para ello se utiliza un indicador o por un evento físico perceptible a los sentidos. En este caso se mezclarán dos soluciones que contienen iones de calcio y oxalato. y luego se regresará al medio ácido. agregar la urea y calentar moderadamente (a unos 60 º centígrados). INTRODUCCIÓN AL CURSO DE QUÍMICA ANALÍTICA. ácido clorhídrico y oxalato de amonio. 14 . sin embargo al imponer las condiciones del medio óptimas el proceso se desarrollará y la reacción podrá ser identificada.. PRÁCTICA 1. Se prepara una solución de ión calcio. Dos especies químicas capaces de reaccionar al mezclarse en un medio inadecuado no tendrán la reactividad esperada.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. se separa en dos recipientes. En la velocidad de una reacción y en la posibilidad de ocurrencia puede influir también el medio de manera sustancial. se recomienda que la mezcla no se prepare en medio ácido para que la reacción tenga buen desempeño. observar lo que ocurre..Mezclar las soluciones de cloruro de calcio. observando lo que ocurre en cada caso. Cuando se tengan instrucciones agregar ácido clorhídrico concentrado gota a gota y observar. o bien como ocurrirá en este caso la misma muestra se llevará de medio ácido a medio básico por la descomposición de la urea. Confirmando con ello la ocurrencia de la reacción y la reversibilidad del proceso.LAS CONDICIONES DEL MEDIO (II). en uno se adiciona HCl y en otro amoníaco. EXPERIMENTO 7. 1. según reporta la literatura ambas especies son capaces de reaccionar y forman un precipitado. poniendo el sistema eléctrico en agua destilada y agregando poco a poco sal común. 15 .. así como soluciones. INTRODUCCIÓN AL CURSO DE QUÍMICA ANALÍTICA. PRÁCTICA 1.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Observar la capacidad de conducción de energía eléctrica por distintas especies. Utilice sólidos y líquidos diversos. EXPERIMENTO 8.CONDUCTIVIDAD. Puede observarse el incremento en la intensidad luminosa también. el polo negativo de la pila a la pieza de cobre y el positivo a la del otro metal. Para este experimento se prepara una solución de sulfato cúprico en agua. Pueden reaccionar todas las especies del sistema. Se realizará el experimento realizando las conexiones en ambas opciones de polarización para los electrodos y se observarán los cambios y las diferencias que se presenten. 16 . a ella se le aplicará la diferencia de potencial que provea una pila de al menos 1. en el polo positivo ocurrirá una oxidación y en el negativo una reducción. El paso de corriente eléctrica a través de una solución puede producir transformaciones químicas observables cuando se aplica corriente directa a la solución por medio de dos electrodos que se polarizan. utilizando un electrodo de cobre y otro de cualquier otro conductor sólido...Conectar cada polo de la pila a una de las dos piezas metálicas que serán utilizadas como electrodos. Observar con detenimiento la solución y los electrodos. solvente. Introducir ambos electrodos a la solución de sulfato cúprico cuidando que solamente los electrodos queden dentro de la solución.CELDA ELECTROQUÍMICA. 1.5 voltios. PRÁCTICA 1. EXPERIMENTO 9. Observar lo que ocurre en los electrodos y en la solución. 2.. INTRODUCCIÓN AL CURSO DE QUÍMICA ANALÍTICA.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013.Repetir el procedimiento con dos nuevos electrodos pero ahora conectando el polo positivo de la pila a la pieza de cobre. soluto o electrodos. observar lo que ocurre y oler la muestra. se realiza en dos versiones.. de yoduro de potasio. 1. Anotar observaciones. de la última solución obtenida tomar dos ml y mezclar con 8 de agua y así consecutivamente hasta tener 10 soluciones. Soluciones de yodato de potasio. En la primera se mezclan de manera permanente utilizando la agitación manual para ello. 1 lenteja de sosa y ½ gramo de cloruro de amonio. Cuando los dos sistemas igualen los tonos de las fases dejen de contar el tiempo. El otro embudo será cerrado con su tapón y agitado de manera continua.Mezclar las soluciones de yodato de potasio y de yoduro de potasio con 1 ml de solución de sosa que es aproximadamente 0. 2 vasos de precipitados de 100 ml.5 gramos de permanganato de potasio y mezclar con 20 ml de agua.. 20 ml de tetracloruro de carbono y 20 ml de solución de yodo. aproximadamente. cuando exista un cambio evidente agregar un ml más de la solución de ácido clorhídrico. ½ litro de agua. De aquí tomar dos mililitros y mezclar con 8 ml de agua.Se disuelve yodo en agua y posteriormente se mezcla esta solución con tetracloruro de carbono. las contamos y observamos. ponerlo a reposar en el otro aro y después de que las fases queden separadas podemos observar el punto final al que habremos de llegar con el sistema que está actuando de manera libre. Gota a gota agregar solución de ácido clorhídrico aproximadamente 0. comience a contar el tiempo y observe. Agregar ahora solución de sosa hasta encontrar cambios evidentes y ver si se puede regresar a las condiciones de inicio. 2. Anotar lo que ocurre. después de un tiempo las soluciones no modifican más su color.En cada embudo de separación introducir la mitad de la solución acuosa de yodo. Se requiere: 2 embudos de separación. c) Mezclar una pizca de cloruro de amonio con 10 ml de agua.La solución de magnesio y ENT se separa en dos fracciones de igual tamaño aproximadamente. Se requiere: 2 vasos de precipitados de 100 ml.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Experimento 4.. 12 tubos de ensaye. 1. Uno de los embudos de separación dejarlo sin tapa y colocarlo con mucho cuidado en el aro del soporte que se ha instalado.. Experimento 3. disolver y tocar el recipiente. a una de ellas le agregamos 10 gotas de HCl y a la otra 10 gotas de amoniaco. Ahora en el recipiente 17 . A la muestra que contiene el amoniaco le agregamos gota a gota solución de EDTA. 1. obervar lo que ocurre. Es importante observar detenidamente los cambios que ocurren y que resultan muy evidentes a la vista. cuide de disminuir la presión que se va formando orientando la punta del embudo hacia arriba con una ligera inclinación y abriendo la llave. disolver y tocar el recipiente.1 M. de ácido clorhídrico y de sosa. 1. cuando ocurra el cambio de color de la solución contamos el número de gotas añadidas y lo anotamos para recordarlo. con cuidado y lentamente adicionar 10 ml de tetracloruro de carbono. en la segunda se deja que el proceso ocurra libremente. Observar lo que ocurre cuando se colocan en forma ordenada en cada uno de sus recipientes (tubos de ensaye ordenados en una gradilla). b) Mezclar una lenteja de sosa con 10 ml de agua. una probeta de 20 ml. Experimento 1. Se requiere: 1 gradilla.1 M y observar lo que ocurre. colocando a cada una de ellas en el matraz EM. 4 pipetas de 5 ml. Experimento 2. Podrá observarse el movimiento del sistema para alcanzar su estado de equilibrio.. 1 pipeta graduada de 5 ml.a) Preparar una solución con 0. papel. Experimento 6.. foco). Se requiere: 2 tubos de ensaye. Se requiere: 4 vasos de precipitados de 100 ml. además de ½ gr de urea y 1 ml de ácido clorhídrico concentrado. Cuando se tengan instrucciones agregar ácido clorhídrico concentrado gota a gota y observar. una pizca de Eriocromo Negro T.. 5. agregando 5 ml de ácido nítrico concentrado a uno y 5 ml de ácido clorhídrico concentrado a otro. Se requiere: 1 vaso de precipitados. 2. agregar la urea y calentar moderadamente (a unos 60 º centígrados). sal. Ahora en el otro recipiente en donde ha colocado la otra pieza de cobre agregue 5 ml de ácido clorhídrico concentrado. soporte. 3 pipetas graduadas de 5 ml. Soluciones de cloruro de sodio. Soluciones de cloruro de calcio. Introducir ambos electrodos a la solución de sulfato cúprico cuidando que solamente 18 .Observar la capacidad diferente de conducir la electricidad de distintas especies y estados de agregación. Experimento 8.. solución de HCl. deje de contar el tiempo cuando ya no ocurra ningún cambio en el sistema.Mezclar la solución de cloruro de sodio con nitrato de plata. aceite. observar lo que ocurre. agua destilada. solución de calcio. 2 trozos de cobre metálico y 2 trozos de hierro metálico. yoduro de potasio y nitrato de plata. 1 gotero. madera. 1 plato caliente.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. el polo negativo de la pila a la pieza de cobre y el positivo a la del otro metal.Repita el procedimiento ahora colocando en cada uno de dos recipientes un trozo de hierro. a uno de ellos agregue 5 ml de ácido nítrico concentrado.Conectar cada polo de la pila a una de las dos piezas metálicas que serán utilizadas como electrodos.. Se requiere: Un circuito eléctrico (clavija. cable de dos hilos. solución de amoniaco. adicionar ahora solución de yoduro de potasio y observar lo que ocurre. Se requiere: 2 vasos de precipitados de 100 ml. 1. 4 pipetas graduadas de 5 ml. 1. soquet.. cuente el tiempo y observe. mezclando 0. 5 ml de ácido clorhídrico concentrado y 5 ml de ácido nítrico concentrado. ácido clorhídrico y oxalato de amonio. comience a contar el tiempo y observe lo que ocurre. Experimento 5. 1. ácido clorhídrico y oxalato de amonio. seguimos adicionando y vemos que ocurre. Deje de contar cuando ya no ocurra ningún cambio. 3. Experimento 9. acidulado agregamos solución de EDTA hasta alcanzar el número de gotas iguales a las que gastó la muestra amoniacal.2 gramos de la sal en 50 ml de agua. 1.. 2 pipetas graduadas de 5 ml. Experimento 7.Coloque una pieza de cobre en cada uno de dos recipientes. Preparar 50 ml de solución de sulfato cúprico en agua. aluminio. 3 pipetas graduadas de 5 ml. ½ litro de agua destilada.Mezclar las soluciones de cloruro de calcio. solución de EDTA. soluciones saladas o soluciones azucaradas y preparadas con agua destilada. 3 vasos de precipitados de 50 ml. observar lo que ocurre. 5 voltios. lámina.Repetir el procedimiento con dos nuevos electrodos pero ahora conectando el polo positivo de la pila a la pieza de cobre. dos piezas de cobre (alambre..MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. 19 . Se requiere: 2 vasos de precipitados de 50 ml. lámina. Observar lo que ocurre en los electrodos y en la solución. tornillo) de unos tres centímetros de largo. tubo o llave) de unos tres centímetros de largo. 2. Observar con detenimiento la solución y los electrodos. los electrodos queden dentro de la solución. dos juegos de pinzas caimán y una pila útil de al menos 1. dos piezas de cualquier otro metal (alambre. clavo. .. de yoduro de potasio.. foco). 3 pipetas graduadas de 5 ml. CONCENTRADO DE REQUERIMIENTOS PARA TODO UN GRUPO PARA OCHO EXPERIMENTOS. 2 trozos de cobre metálico y 2 trozos de hierro metálico. dos juegos de pinzas caimán y una pila útil de al menos 1. Soluciones de cloruro de calcio. Soluciones de yodato de potasio. clavo. Soluciones de cloruro de sodio. 2 pipetas graduadas de 5 ml.Se requiere: 2 vasos de precipitados de 50 ml. 8.. solución de EDTA. 4 pipetas graduadas de 5 ml. ½ litro de agua destilada. 9.. aceite. de ácido clorhídrico y de sosa.Se requiere: 4 vasos de precipitados de 100 ml. 3. papel. 3 vasos de precipitados de 50 ml. dos piezas de cualquier otro metal (alambre. soquet.. solución de HCl.Se requiere: Un circuito eléctrico (clavija.Se requiere: 2 vasos de precipitados de 100 ml.. una pizca de Eriocromo Negro T.Se requiere: 1 vaso de precipitados. soluciones saladas o soluciones azucaradas y preparadas con agua destilada. 4. tornillo) de unos tres centímetros de largo. ácido clorhídrico y oxalato de amonio. 1 gotero. 1 lenteja de sosa y ½ gramo de cloruro de amonio. soporte.Se requiere: 2 vasos de precipitados de 100 ml.. 1 plato caliente. 4 pipetas de 5 ml. lámina. solución de amoniaco. aluminio.Se requiere: 2 embudos de separación. cable de dos hilos.. 20 .5 voltios. agua destilada. 3 pipetas graduadas de 5 ml. 7. yoduro de potasio y nitrato de plata. 12 tubos de ensaye. tubo o llave) de unos tres centímetros de largo. 1 pipeta graduada de 5 ml. 5 ml de ácido clorhídrico concentrado y 5 ml de ácido nítrico concentrado.Se requiere: 1 gradilla. lámina. madera. .Se requiere: 2 tubos de ensaye. además de ½ gr de urea y 1 ml de ácido clorhídrico concentrado. 20 ml de tetracloruro de carbono y 20 ml de solución de yodo. sal. solución de calcio. una probeta de 20 ml. 5. 1. dos piezas de cobre (alambre. ½ litro de agua. 6. 2.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. en general. PRUEBAS RÁPIDAS DE ANÁLISIS CUALITATIVO. por la misma razón. muchos metales dan complejos coloreados con la ditizona. intercambio iónico. incluso en reactivos de pureza analítica. que constituyen precisamente la base de la enseñanza moderna de la Química analítica. pero la sensibilidad de estos ensayos es. El estudiante no podrá comprender los procedimientos operatorios sin un conocimiento profundo de estos diferentes factores y sus combinaciones múltiples. en su mayor parte. el análisis de trazas. Se proponen ensayos de caracterización que presenten las siguientes características: 1) Especificidad o selectividad. el método pone en juego numerosos factores: formación de complejos. Desde el punto de vista práctico las ventajas son las siguientes: _ La cantidad de solución necesaria es muy pequeña. para adaptarlas al método ha sido necesario hacerlas específicas. toda vez que no tiene sentido más que en el caso de que los resultados se expresen en forma cuantitativa o semi-cuantitativa. — Las cantidades de reactivos utilizados son igualmente pequeñas. fijación del pH o del potencial redox. etc. lo que se ha realizado mediante formación de complejos. en una reacción. una reacción nada más que selectiva puede ser de gran utilidad. y algunas de estas coloraciones pueden llegar a hacerse específicas.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. acción de disolventes orgánicos. óxido-reducción. Las reacciones son. Esto excluye. y rara vez es necesario lavar el precipitado. Estas ventajas pueden considerarse desde dos puntos de vista: pedagógico y práctico.1 por 100. — Se suprime el empleo del sulfuro de hidrógeno. Siendo. a elementos cuya concentración en el sólido primitivo esté comprendida entre el 100 por 100 y el 1 o el 0. 2) Concentración limite. Desde el punto de vista pedagógico. _ Las precipitaciones son poco numerosas. tan alta que para algunos elementos metálicos ampliamente difundidos se obtienen siempre resultados positivos. El exceso y la falta de sensibilidad son. repetir rápidamente cualquier ensayo a partir de la solución inicial. por tanto. extracción. influencia del pH. en caso de duda. en general la concentración total de iones metálicos de una solución preparada para el análisis del orden de 10 000 ppm la concentración de cada ion a identificar estará comprendida entre 10 000 y 100-10 ppm. 21 . El objetivo de las siguientes pruebas es detectar cada elemento en presencia de cantidades entre cien y mil veces mayores de cualquiera de los restantes. En ciertos casos. dos inconvenientes igualmente perjudiciales. Por ejemplo. etc. lo que permite. VENTAJAS DEL MÉTODO. — Las diferentes partes del análisis son independientes. casi todas las identificaciones se efectúan con 1 gota de solución. que constituye un problema distinto. reacciones organometálicas. que casi siempre se desprecia. en principio. acción de disolventes no acuosos. ya conocidas. Se procura cuando es posible alcanzar una concentración límite del orden de 10 ppm. Cr(II). a personal auxiliar. en placa. Señalemos finalmente que el método. una vez bien conocido y adaptado a los problemas particulares de cada laboratorio. Especificidad: El azul de metileno es un indicador redox al que reducen numerosas sustancias. La decoloración indica la presencia de un reductor enérgico. Los iones coloreados pueden reducir la sensibilidad: el Cr(III). Cr(VI) OXIDACIÓN CON PERSULFATO EN MEDIO ACIDO 22 . 2) Manganeso: Mn(ll). Si se opera con una solución no preservada del contacto con la atmósfera. y. W. Concentración límite. 40 ppm para Sn(II) (con ensayo en blanco). incluso poco experimentado. como Ti(II). NOTA: En presencia de Sn(II). V(IV). Ti(III). pasan entonces al estado de número de oxidación superior. W. 1) Investigación de reductores enérgicos [estaño estannoso: Sn(II)] Azul de Metileno. As. la reacción es entonces específica de Sn(II).1 g por litro en ácido clorhídrico M (1/10). el azul de metileno se reduce por la acción de reductores suficientemente enérgicos. U. Re. As. Sb. Si la solución contiene reductores enérgicos. Reactivo: Solución de azul de metileno de 0. Ensayo: Sobre una gota del reactivo. (El ión amonio puede encontrarse oxidado). Cromo: Cr(lll). Fe. V. con formación de la leucoforma incolora. hace aumentar la concentración límite hasta 300 ppm. a veces. podrá confiarse. Mo. El cambio de color es entonces visible al cabo de cinco minutos. Caso en que la solución contenga reductores enérgicos. Mo. Re. U(IV). los únicos iones reductores que están presentes. se agrega una gota de solución a ensayar y se espera. Reacción: En solución de ácido clorhídrico M. especialmente Sn(II). Fe(II). etc. Sn(II). sin un largo aprendizaje. en particular Sn(II). Sb. cuyo exceso se elimina calentando suavemente. en general.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Sn. antes de proseguir el análisis debe realizarse una oxidación con un poco de agua de bromo. en concentración de 5 000 ppm. V(II). Puede realizarse una comparación con un blanco conteniendo una gota de agua y una gota de reactivo. son Sn(II). los siguientes elementos no pueden existir en su número de oxidación superior: Fe. U. V. 100 ppm. el Co2+ es el que interfiere en mayor grado. a 1 gota de solución a ensayar se agrega nitrato de plata hasta precipitación total de los iones cloruro (2 gotas son suficientes. violeta rojo. El color debido al permanganato debe desaparecer. Concentración límite. si se había formado. La sensibilidad disminuye por ello ligeramente. se añaden 10 gotas de hexona y se agita. Ensayo. Si la solución es demasiado concentrada en iones Mn2+ (más de 500 ppm). 250 g por litro. Entre los iones coloreados. En un microcono. 3) Hierro férrico: Fe(lll). El Ce(IV) debe ser igualmente reducido. A la solución caliente procedente del ensayo anterior se agrega 1 gota de ácido clorhídrico 4 M y se enfría. La reacción es específica. el MnOí formado puede ser reducido por el Mn2 + restante. Concentración límite. debe ser eliminado previamente el clorhídrico por calentamiento en presencia de ácido sulfúrico diluido. En presencia de cromo. En presencia de mucho ácido fosfórico. el permanganato y se extrae el ácido crómico con un disolvente. la concentración límite se eleva a 50 ppm. A continuación. todos ellos amarillo anaranjado. En presencia de un gran exceso de persulfato y de sal de plata. Cr2O2-.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Reactivos. En medio ácido. Hexona (metilisobutilcetona). En este caso. Ce(IV) y V(V). Persulfato amónico sólido. Si su concentración alcanza 6 000 ppm. 3 gotas de ácido nítrico concentrado y unos cristales de persulfato. Los iones Cr(lII). con precipitación del dióxido pardo negro. calentando finalmente treinta segundos en baño de María. respectivamente. si es necesario. precipita lentamente AgO negro. con persulfato en presencia de iones plata. las sales de manganeso (II) son oxidadas a permanganato. se forma un complejo de Mn(III) o de Mn(IV) violeta rojo. Cr(lII). Si hay alta concentración de iones Cl~. debe diluirse la solución. Acido clorhídrico 4 M (1/3). Cr2C>7~. y ello operando por comparación con una solución de cobalto de la misma concentración. En este caso. Especificidad. Mn(II). las sales de cromo (III) son simultáneamente oxidadas a dicromato. en general). Nitrato de plata. En presencia de manganeso (II) aparece el color violeta rojo del permanganato. es necesario agregar grandes cantidades de sal de plata para su precipitación total. 3 ppm. Ce(IIl) y V(IV) dan. Reacción. se reduce. la fase orgánica se colorea de amarillo. debe diluirse la solución antes del ensayo. MnO^. El Fe(lll) en medio nítrico no da más que una coloración muy débil. Cobalto: Co(ll) 23 . Si no se desea investigar contenidos tan bajos de manganeso. anaranjado. Para observar el color del dicromato. Ensayo. A 1 gota de solución. a 1 gota de solución se agrega 1 gota de tiocianato. Las sales de cobalto dan. 23). poco a poco. Se indican a continuación las sensibilidades. 3 ppm de Fe(IlI). Co(II) azul (1 000). Cu(ll) pardo (10). previa reducción. Se agrega entonces. Fluoruro sódico sólido. Especificidad. Nota sobre las reacciones con tiocianato. 25 ppm de Co(II). A 1 gota de solución se agrega 1 gota de clorhidrato de hidroxilamina de 100 g por litro. se agregan 5 gotas de ácido clorhídrico 6 M y 10 gotas de hexona. o-FENANTROLINA Reacción. se le adiciona 1 gota de tiocianato. En un microtubo. U(V1) amarillo (200). Re(VlI) rojo anaranjado (200). Los iones férricos dan con el ion ti'ocianato. Mo(Vl) rojo anaranjado (100). en un microcono. La ausencia de coloración permite asegurar la ausencia de los siguientes iones: Fe(III) rojo (3 ppm). Seguidamente se separa la fase orgánica. Reactivos. una coloración roja debida a la formación de complejos. V(1V) violeta a azul (500).MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. La sensibilidad de las coloraciones aumenta en presencia de disolventes orgánicos. Solución saturada de tiocianato amónico (aproximadamente 160 g de sal por 100 g de agua). en presencia de una gran concentración de tiocianato. En este caso. que son mucho más estables en medio poco disociante y solubles en hexona con coloración azul. Se añaden seguidamente 3 ó 4 gotas de hexona y se agita. fluoruro sódico hasta desaparición de los colores originados por el Fe(lII) y otros iones interferentes. agitando a continuación. Concentraciones límite. Se extraen Mo(VI) y V(V). se investiga Fe(III) en el disolvente con o-fenantrolina. La coloración del cobalto es poco sensible. 1 000 ppm de Co(ll). Casi todos los complejos son solubles en hexona. y se agita. 24 . El Fe(III) es primeramente reducido a Fe(II) y se identifica éste con ofenantrolina (véase pág. La coloración se extrae en hexona pasando a violeta roja. en medio ácido. Hexona (metilisobutilcetona). una coloración azul debida a la formación de complejos. en presencia de hexona. Se separa el hierro férrico por extracción del cloruro con hexona en medio ácido clorhídrico 6 M (1/2). Los metales nobles dan también coloraciones. TIOCIANATO Reacción. Reducción del Fe(IJI). Eliminación de iones interferentes. Aparece en el disolvente el color azul debido al cobalto. En ausencia de disolvente orgánico. Ti(IV) anaranjado (1 000). Numerosos iones dan en medio ácido complejos coloreados. como se describe a continuación. Aparece la coloración roja debida al hierro férrico. Bi(III) amarillo dorado (40). La dimetilglioxima da con las sales de níquel. se procede a evaporar la solución recogida y se identifica a continuación el Ni(Il) En presencia de Mn(ll). en medio neutro. Reactivos. El Co(ll) forma una banda azul en la columna de resina. (Véase Fe(ll). mientras que Fe(HI). Fe(III). que no se separa de Ni(ll) en la operación anterior. Cu(II) y Mn(II) dan coloraciones interferentes. Acetato sódico sólido. pág. en placa de gotas. A 2 gotas de solución se agregan 5 gotas de ácido clorhídrico concentrado. Se hace pasar la solución resultante por la columna y se recoge en una microcápsula. Co(II) y Cu(II). unos cristales de acetato sódico y 2 gotas de reactivo. Microcolumna de intercambiador aniónico (véase página 5) utilizando. por ejemplo. Concentración límite. 4) Níquel: Ni DIMETILGLIOXIMA Reacción. Bisulfito de sodio (solución comercial). Para poner en equilibrio la resina. se trata dos veces con 5 gotas de ácido clorhídrico 9 M. se agregan a la fase orgánica 1 gota de clorhidrato de hidroxilamina y 1 gota de o-fenantrolina. Co(II) y Cu(II) son retenidos. un precipitado rojo. Reactivos. agitando a continuación. 100-200 mallas. Después de lavar dos veces la columna con 10 gotas de ácido clorhídrico 9 Ai. Solución alcohólica de 10 g por litro de dimetilglioxima o solución acuosa de la sal sódica. Acido clorhídrico 9 M (3/4). Separación de Fe(111). el Ni(II) no se fija sobre un intercambiador aniónico. se agregan 1 ó 2 gotas de solución de bisulfito antes de proceder a la identificación del Ni(ll). con cristales de persulfato amónico. acético o amoniacal. dando un complejo rojo con la dimetilglioxima. 23). como se ha indicado anteriormente. Se agregan a 1 gota de solución. En medio ácido clorhídrico 9 M. la resina Dowex 2X8. en este caso. 3 ppm. Especificidad. 5) Cinc: Zn(ll) 25 .MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. En el caso de que haya sido separado el Fe(III) por extracción. NOTA. Igualmente se comporta una elevada cantidad de Co(II). Especificidad. Ensayo. Fe(lll) y Cu(ll) dan bandas amarillas. Debe ser oxidado. El Fe(II) interfiere en presencia de NH^. mientras que Co(II) y Cu(ll) no son retenidos. 1 gota de sulfato de cobre de 1 g por litro y 2 gotas de mercuritio-cianato. se eluye el Zn(II) de la columna sobre una microcápsula. debe ser acomplejado con un poco de fluoruro sódico antes de la reacción. Separación de Co(II) y Cu(I¡). En una microcápsula se colocan 5 gotas de solución. da. 33 g por 100 ml. malva a negro violáceo o negro verdoso. verde oscuro a negro. todos de verde oscuro a negro. la solución recogida y se trata el residuo con una gota de ácido clorhídrico 0. Cu(Il) solo. se agrega.5 M y 4 gotas de agua. Soluciones de sulfato de cobre de 5 g por litro y de 1 g por litro. azul oscuro. El mercuritetratiocianato. azul celeste. el Zn(Il) se retiene por una columna intercambiadora aniónica. Finalmente. Reactivos. en medio ácido diluido (0. en ciertas proporciones. Fluoruro sódico sólido.5 M (1/24). 100-200 mallas. El Fe(III) da un complejo rojo con el tiocia-nato.5 M. Reactivos. Solución de mercuritetratiocianato amónico: Cloruro mercúrico. Cd(II). 10 ppm. 30 g. Acido clorhídrico 0.5 M. Columna de resina intercambiadora aniónica (véase página 5). En medio ácido clorhídrico 0. A continuación se introducen en la columna 3 gotas de solución a ensayar y se procede a lavar con 15 gotas de ácido clorhídrico 0. blanco. MERCURITIOCIANATO Reacción. verde. Cu(II) + Co(II). precipitados con ciertos iones: Co(Il) solo. Mn(II) + Cu(II). Co(II) + Zn(ll). Interfieren Co(II). Se equilibra la resina haciendo pasar a su través 10 gotas de solución de ácido clorhídrico 0. Seguidamente.1 Ai). Hg(SCN)i~. azul celeste. En presencia simultánea de varios iones.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Estos precipitados no se forman si se han observado las condiciones de dilución en la preparación de la solución. mediante adición de 30 gotas de agua. Ensayo. En solución concentrada (más de 30 000 ppm) pueden formarse otros precipitados. por ejemplo. elevada cantidad de Cu(ll) y Co(ll) + Cu(II). Zn(ll) solo. Co(Il) + Cd(II). si 26 . Especificidad. Procedimiento. Ni(II) + Co(II).5 M (1/24). Tiocianato amónico. a continuación. A continuación se frotan las paredes con un agitador. Concentración límite. Dowex 2X8. Se evapora. pueden formarse cristales mixtos coloreados: Cu(II) + Zn(II). acompañan al Zn(II) trazas de Fe(III). Ni(II) + Zn(II). blanco. Ensayo. hasla concentración de 10 g por litro.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Después de esta separación las únicas sustancias interferentes son As (III) y SCNT . La decoloración es inmediata en presencia de tiosulfato. 2 gotas de formaldehído y 1 gola de reaclivo. Reactivos.3 g + IK. Especificidad. Reactivo yodo-yoduro-engrudo de almidón: Tómense 2 mi de una solución de yodo 0. Carácter reductor Reacción. un poco de fluoruro sódico. Agregúese una solución obtenida disolviendo en calienta 2 g de almidón soluble en 100 mi de agua. Reactivos. Ajustando elpH al valor 7 se evita. neulra o alcalina. A continuación. si ha lugar. Precipitación del sulfuro de bario Reacción. En presencia de formaldehído. 60). 6) Tiosulfato: La solución es ligeramente acida. Concentración límite. Acido clorhídrico 4 M (1/3). en eslas condiciones. 1. 1. se calienta un minuto en baño de María y se centrifuga. los sulfitos y cianuros no interfieren. decolorando entonces el reactivo en un minuto. A 1 gota de solución se agregan 4 gotas del tampón. 27 . disuellos en 100 mi de agua). neutra o alcalina. Ensayo.1 N (yodo. BaCl2 • 2H2O en solución de 100 g por litro. Interfieren sulfuros y ferrocianuros. Formaldehído: Solución al 35 por 100. Se los separa al estado de sales de cadmio (pág. A 2 gotas de solución se agregan 2 gotas de ácido clorhídrico 4 M. si se encuentran presentes debe ser utilizada la reacción 2. Llévese a 500 mi. Los tiosulfatos decoloran el reactivo yodo-yoduro-engrudo de almidón. Concentración límite. procede. y se realiza la investigación del Zn(H) en la solución así obtenida. 30 ppm. Solución tampón de pH 7: KH2PO4 10 g + K2HPO4 10 g + agua. la oxidación del tiosulfato por numerosos oxidantes que pueden coexistir con él. se adiciona 1 gota de cloruro de bario a la solución clara y se espera un minuto. Los sulfitos no interfieren. si es necesario. Se precipita el sulfato bárico en medio ácido. 100 mi. 100 ppm. 4 g. 7) Sulfato: SO4= La solución puede ser acida. Los precipitados son identificados por su color. compitiendo con las reacciones de precipitación de los halogenuros. en cualquier medio. 28 . Pueden separarse.01 M. sulfitos y tiosulfatos por numerosos oxidantes. sulfato. Incompatibilidades. el cloruro de plata es blanco. Prueba: Se coloca una gota de solución que contiene a los halogenuros y se adiciona una gota de solución de nitrato de plata. Si la solución es inicialmente poco acida. neutra o alcalina. en caliente. sin embargo no resulta recomendable desarrollar esta reacción en medio básico. son capaces de reaccionar con los iones plata. Especificidad. con acetato de cadmio. cloruro. Solución de nitrato de plata 0. bromuro e yoduro. Los sulfitos y tiosulfatos se destruyen al acidificar en el ensayo. 8) Halogenuros: Precipitación de halogenuros de plata en medio ácido o neutro. El seleniato y el fluorosilicato de bario precipitan en las mismas condiciones. Los polisulfuros dan un precipitado de azufre.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. al tiempo que los sulfuros. La precipitación del fluorosilicato es poco sensible (unas 10 000 ppm esperando cinco minutos). Los iones de los halógenos en su forma reducida. al acidificarla en el ensayo pueden ser oxidados los sulfuros. debido a que la alta concentración de iones oxhidrilo promueve la precipitación de hidróxido de plata. El persulfato da. el bromuro de plata es gris y el yoduro de plata es amarillo. ENSAYO DE TIOSULFATO EN LA MUESTRA. 1) Colocar una gota de muestra a ensayar (en este caso contiene agua oxigenada) 2) Agregar una gota de solución de yoduro de potasio. 29 . 3) Adicionar la muestra (en este caso contiene tiosulfato). La decoloración de la solución al adicionar la muestra indica la presencia de tiosulfato en la muestra analizada. ENSAYO DE OXIDANTES ENÉRGICOS. 1) En una placa o vidrio de reloj colocar una gota de reactivo de azul de metileno. 3) Si la coloración es ligeramente amarilla y/o se quiere tener la seguridad de la presencia de yodo en la solución resultante adicionar una gota de engrudo de almidón. 2) Adicionar una gota de la especie a ensayar (muestra) en este caso de la solución de estaño. La decoloración del azul de metileno indica la presencia de especies reductoras en la muestra. 2) Agregar una gota de engrudo de almidón para hacer más evidente la presencia del yodo (de amarillo o café a azul marino). 1) Colocar una gota de solución de yodo.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. La aparición de un color amarillo (solución diluida de yodo) o café (mayor concentración de yodo) indican la presencia de especies oxidantes en la muestra. ENSAYO DE REDUCTORES ENÉRGICOS. mesa 1. La coloración azul en la mezcla indica la presencia de yodo que se produjo por la acción de los oxidantes presentes en la muestra original. Debe desaparecer el color debido al permanganato. 4) A la solución caliente del ensayo anterior se agrega una gota de ácido clorhídrico 4 M (1:3) y se enfìa. ENSAYO DE NIQUEL. 3) Adicionar dos gotas de reactivo de dimetilglioxima. 1) Colocar una gota de la muestra en una placa de gotas. calentar la mezcla en baño María.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. 4) Agregar una gota de solución de nitrato de plata. o sobre un vidrio de reloj. 1) En un microcono o tubo pequeño se coloca la solución a ensayar (en este caso colocar dos gotas de solución de manganeso y dos gotas de solución de cromo). Si se hace necesario porque el color rojizo no desaparece continuar la adición de ácido clorhídrico. 2) Agregar unos cristales de acetato de sodio. ENSAYO DE HALOGENUROS. 3) Colocar ahora una gota de la muestra que contiene yoduro sobre una placa de gotas o vidrio de reloj. 1) Colocar una gota de la muestra que contiene cloruros sobre una placa de gotas o vidrio de reloj. La presencia de níquel en la muestra se manifiesta por la aparición de un precipitado de color rosa-rojo. La aparición de un precipitado blanco suspendido en la solución nos indica la presencia de iones cloruro en la muestra. El desarrollo de un color rosa a morado (dependiendo de la concentración) indica la presencia de manganeso en la muestra. Si la fase orgánica se colorea de amarillo se debe a la presencia de cromo en la muestra. ENSAYO DE MANGANESO Y CROMO. mesa 2. 3) Agregar tres gotas de ácido nítrico concentrado y unos cristales de persulfato. La aparición de un precipitado amarillo indica la presencia de iones yoduro en la muestra. 5) Añadir 10 gotas de hexona y agitar la mezcla. 30 . 2) Agregar una gota de solución de nitrato de plata. 2) Ser adiciona solución de nitrato de plata hasta precipitación total de iones cloruro (4 gotas son suficientes. en general). 1) En un microcono o tubo de ensaye se colocan dos gotas de muestra (en este caso la solución de sulfatos). 8) Adicionar una gota de ácido clorhídrico diluído. 31 . 1) En una placa de gotas o vidrio de reloj se coloca una gota de la muestra que contiene Zn. mesa 3. 3) Adicionar dos gotas de solución de mercuriotiocianato. 3) Se agrega una gota de solución de cloruro de bario. La aparición de color rojo indica la presencia de iones férricos en la solución. 2) Adicionar una gota de ácido clorhídrico diluído. 1) Colocar en un microcono o tubo de ensaye una gota de la muestra (en este caso adicionar una gota de solución de Fe y una gota de solución de Co). 6) Adicionar dos gotas de solución de mercuriotiocianato. 5) Adicionar una gota de ácido clorhídrico diluído. 2) Se agregan dos gotas de solución de ácido clorhídrico 4M (1:3). ENSAYO DE SULFATOS. ENSAYO DE ZINC Y COBRE. La aparición de un precipitado verde indica la presencia de cobre. 7) En una placa de gotas o vidrio de reloj se coloca una gota de la muestra que contiene Cu y una gota que contiene Zn. 4) Agregar 3 a 4 gotas de hexona y agitar. fluoruro sódico hasta desaparición del color originado por el Fe(III) y otros iones interferentes. 3) Se agrega.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. La aparición de un precipitado blanco indica la presencia de zinc. 2) Agregar una gota de solución de tiocianato. poco a poco. La aparición de un color azul en la fase orgánica revela la presencia de Co en la muestra. 4) En una placa de gotas o vidrio de reloj se coloca una gota de la muestra que contiene Cu. 9) Adicionar dos gotas de solución de mercuriotiocianato. ENSAYO DE HIERRO Y COBALTO. La aparición de un precipitado malva a negro violáceo o negro verdoso indica la presencia de una mezcla de cobre con zinc. La aparición de un precipitado de color blanco indica la presencia de iones sulfato en la muestra. 32 .MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. La solución se forma pesando con exactitud de 0.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Se disuelve y se afora a 100 ml con agua destilada. 33 .Preparar por equipo una solución acuosa de la sal asignada.1 gramos. (SOLUCIÓN 1) Esta solución les será entregada al inicio de la práctica. De la solución 2 cada integrante del equipo formará dos soluciones que contengan la concentración señalada. LA ACTIVIDAD EN EL LABORATORIO COMIENZA A PARTIR DE AQUÍ: Ahora 25 ml de esta solución 1 se pasan a un nuevo matraz de 100 ml y se afora hasta la marca con agua destilada. 1. (SOLUCIÓN 2). para ello tomarán el volumen necesario de la solución 2 y realizarán el aforo con agua destilada hasta 50 ml: Integrante Concentración de solución a Concentración de solución b 1 5 ppm 40 ppm 2 10 ppm 35 ppm 3 15 ppm 30 ppm 4 20 ppm 25 ppm Realice cada una de las mediciones indicadas.0001 gramos una cantidad igual a 0.. Equipo Fórmula de la sal PM de la sal g/mol 1 M2Z3 144 2 MZ3 126 3 M3Z2 138 4 M2Z 72 5 MZ2 96 6 M3Z 114 Considere que M es el catión y Z el anión en la sal. PROPIEDADES FÍSICAS Y CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES. Práctica 3. Solución a (ppm) . ¿Cuál es la concentración de la solución 1? En a) g/litro e) M b) mg/litro f) F c) ppm g) Molaridad del anión d) %w/v de sal h) Molaridad del catión Indique los ml que de la solución 2 requiere para cada una de las dos soluciones que le corresponden. RESUELVAN LO SIGUIENTE. 34 .MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. NOMBRE:________________________________________________________________. ml necesarios Repita la tabla de concentraciones para sus soluciones: Solución a a) g/litro e) M b) mg/litro f) F c) ppm g) Molaridad del anión d) %w/v de sal h) Molaridad del catión Solución b a) g/litro e) M b) mg/litro f) F c) ppm g) Molaridad del anión d) %w/v de sal h) Molaridad del catión De todos los integrantes del equipo prepara las gráficas de cada uno de los conjuntos de mediciones realizadas contra la concentración. ml necesarios Solución b (ppm) . HA + OH <= => A + H2O Esta reacción tiene definida su constante como: K = 10(14-pKd) Consideramos: VM como el volumen de muestra de ácido. A. C la concentración de base utilizada. Vo + V Vo + V Final de la VPE C – V C VC reacción.equivale a Z y H+ equivale a R. solo alcanzaremos a desarrollar una fracción de la neutralización. Siendo HA un ácido.+ H+ En donde HA equivale a ZR. se tiene su constante de disociación Kd. Práctica 4. Por lo que: Kd = [ Z ][ R ] = log [ Z ] + log[ R ] [ ZR ] [ ZR ] [Z ] pR = pKd + log [ ZR ] [ Z ][ R] [ ZR ] − log[ R ] = − log Kd + log log Kd = log Por lo que: pH = pKd + log [ A] [Z ] [ ZR ] [ HA] Para la reacción de titulación entre un ácido y el OH (base). V. Co la concentración de ácido en la muestra. DETERMINACIÒN DE LA CONSTANTE DE UNA REACCIÓN. Vo + V Vo + V pH = pKd + log = pKd + log VC = pKd + log 35 . HA <= => A. VM Co = VPE C Si a otras muestras de ácido del mismo tamaño VM. Como V es inferior que VPE. VPE el volumen de base necesario para neutralizar a un volumen VM de ácido de concentración Co. su reacción de disociación es equivalente a la del modelo planteado. la reacción está limitada por OH. que sean inferiores a VPE. Vo + V Vo + V Final de la C (VPE – V) VC reacción. HA + OH <= => A + H2O Inicio de VMCo VC reacción Vo+V Vo + V Final de la VMCo – V C VC reacción.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. dicho volumen nos permitirá conocer la concentración de los participantes. Para lograr la neutralización total se tiene que al punto de equivalencia. les agregamos volúmenes diferentes de la misma solución de sosa. Para toda reacción de la forma: ZR <= => Z + R. [A] [HA] Vo + V C(VPE-V) Vo + V V VPE-V De donde se observa que el pH es una función dependiente del volumen de sosa agregado.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Volumen de muestra (Vo) en ml = Volumen de sosa gastado hasta el punto final de la titulación (VPE) en ml = Volumen de sosa añadido (V) log V VPE-V pH medido 36 . se observa la ecuación de una línea recta. Al titular por completo la muestra podemos obtener el valor de VPE. Al graficar el pH contra el término logarítmico. Llenar las siguientes tablas con sus resultados y su cálculos. y ahora el pH cambiará con respecto a la modificación de volumen añadido de base. La ordenada al origen de la misma corresponde al valor de pKd. 37 .MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Coeficiente de correlación lineal = Ordenada al origen = pKd = Constante de la reacción estudiada = (Valor obtenido en el experimento individual) Constante de la reacción estudiada = (Promedio del valor obtenido entre todos los integrantes del equipo). La precisión expresa la reproductíbilidad de una medida. varias fuentes de desviación en las medidas. VERACIDAD DE LAS MEDICIONES EXPERIMENTALES VERACIDAD DE LAS MEDIDAS En análisis cuantitativo los datos están constituidos por medidas de propiedades como peso. 490 y 500 ml. e incluso de otras muchas ciencias. 503. por ejemplo. Gran parte de la materia objeto de otras ramas de la química. Después de realizadas las medidas. dando los valores: 501. volumen. Pueden ser varias las razones por las cuales los valores medidos no son perfectamente concordantes. si en el análisis de varias muestras iguales una disolución se vertió o se perdió parte de un precipitado. Rechazo de un resultado. que cinco alumnos miden el volumen de agua contenido en un matraz de «500 ml» utilizando una probeta graduada de 25 ml y expresan el resultado con una aproximación de un mililitro. el resultado no debe incluirse en la serie. Por ejemplo. los resultados de aquella muestra no pueden ser veraces y. Si se conoce la causa de la desviación anormal. Con frecuencia. Procede preguntarse entonces si tal valor es o no válido. 496. Algunas son: pérdida de líquido en transvase desde el matraz a la probeta. ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE RESULTADOS.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. densidad. De forma análoga. Supongamos. por tanto. se obtendrían valores diferentes en cinco medidas efectuadas por el mismo individuo en momentos diferentes. debe estudiarse su veracidad respecto a la cantidad real de sustancia o a la intensidad verdadera de la propiedad medida. en una serie de cuatro o más valores. En una serie de medidas puede suceder que un valor presente una desviación considerablemente mayor que los demás. se debe suspender su análisis. Pueden aplicarse entonces varias reglas para decidir si los valores correspondientes pueden aceptarse o deben ser rechazados. conductividad eléctrica o absorción de energía radiante. PRÁCTICA 5. es de naturaleza cuantitativa e implica la realización de medidas. es decir. es decir. El objeto de este capítulo es dar al alumno una introducción sobre los factores involucrados en la evaluación crítica de datos. Cuando. se desconoce la causa de las desviaciones anormalmente altas. diferencias en el ajuste del nivel del líquido al trazo superior de la probeta. diferente escurrido al verter el contenido de la bureta. la concordancia entre varias medidas de la misma sustancia o propiedad. aparece un valor que difiere 38 . el impacto situado en la posición de «las nueve horas» debe ser rechazado para el cálculo de la precisión. El posible argumento de que la localización media de los impactos está en las proximidades de la diana no resultaría convincente para el tirador. en caso contrario. dicho valor debe rechazarse definitivamente. La precisión y la exactitud de las medidas se conocen conjuntamente bajo el nombre de veracidad. de la misma forma que se hace con un resultado analítico que presenta una exagerada desviación. la causa del desvío del impacto de la izquierda puede ser o no conocida. pero no exactos. En (b) los impactos no son ni precisos ni exactos. y probablemente indican solo la falta de destreza del tirador. Para decidir si debe rechazarse algún valor se colocan las medidas por orden de sus valores crecientes y se escriben después las diferencias entre valores vecinos. en cada uno de los cuales hay cinco impactos. Si la desviación del valor en observación respecto a la media de los otros valores es mayor de cuatro veces la desviación media. 39 . debe conservarse y volver a calcular una nueva media y desviación media teniéndolo en cuenta.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. La Figura representa tres blancos de rifle. como un punto de mira mal alineado o una desviación por arrastre del viento. En (a) los resultados son precisos. mucho de los demás. el valor rechazable será el más alto o el más bajo de la serie. la localización de los impactos indica claramente la presencia de un error determinado constante. debe prescindirse provisionalmente de él y calcular con los otros valores la media y la desviación media. Las medidas pueden ser precisas sin ser necesariamente exactas a causa de una fuente de error casi constante en las medidas. La idea de que una buena precisión (pequeña desviación relativa) coincide con una buena exactitud (pequeño error relativo) es una equivocación frecuente en los alumnos principiantes de análisis cuantitativo. En (c) los impactos son exactos y precisos. Evidentemente. Normalmente. resulta imposible alcanzar mucha exactitud sin alta precisión. las desviaciones son grandes y al azar. Una ilustración ayudará a distinguir entre precisión y exactitud. Además. encontrando el primer punto de equivalencia al vire de la fenolftaleína y el segundo punto de equivalencia al cambio del anaranjado de metilo. El uso de los términos valor verdadero. Como la mayor parte de los valores verdaderos se determinan por medidas. se colocan 3 gramos de la muestra comprimiéndolos 40 . un valor determinado por medidas cuidadosas es el valor medio de los valores de un intervalo muy pequeño. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: Cada alumno realizará la titulación de una muestra de carbonato de sodio de concentración 0.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DE HUMEDAD. Cada alumno realizará la determinación gravimétrica de los contenidos de humedad y de cenizas en una muestra de alimento. En sentido estricto. que están sujetas a pequeñas variaciones. En un crisol tarado. a peso constante. Integrará sus tres resultados a los de todos sus compañeros de grupo y con ellos realizará el análisis estadístico por el método que seleccione libremente. Realizará la prueba por triplicado y en cada ensayo obtendrá tres resultados de la concentración de HCl: 1) utilizando el volumen al cambio de la fenolftaleina. DETERMINACIÓN GRAVIMÉTRICA. puede parecer imposible conocer a la vez la exactitud y el error de las medidas. 2) utilizando el volumen gastado desde el cambio de la fenolftaleina y hasta el cambio del naranja de metilo. esa es la realidad. 3) utilizando el volumen total gastado desde el inicio y hasta el cambio del naranja de metilo.1 M con una solución de HCl preparada 0. Por otra parte. error y exactitud en su sentido estricto se justifica más adelante al calcular la veracidad de las medidas y al discutir las clases y causas de error.1M. sin que exista una probabilidad muy elevada de que en dicho intervalo esté comprendido el valor verdadero. MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. lo máximo, a continuación se pasa a la estufa por 1 hora a 383 K (110ºC), una vez concluido el tiempo, se pasa al desecador para que enfríe y cuando está a temperatura ambiente se pesa. PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DE CENIZAS. En un crisol tarado, a peso constante, se colocan 3 gramos de la muestra comprimiéndolos lo máximo, se calienta el crisol en un mechero hasta que la materia se calcine, a continuación se pasa a la mufla por 2 horas a 823 K (550ºC), una vez concluido el tiempo, se pasa al desecador para que enfríe y cuando está a temperatura ambiente se pesa. CÁLCULOS Y RESULTADOS La cantidad de humedad y de cenizas se expresa como porciento en peso: W0: Peso constante del crisol. W1: Peso inicial del crisol y la muestra. W2: Peso final del crisol y la muestra seca. W3: Peso final del crisol y las cenizas. % Humedad = W1 − W2 x100 W1 %Cenizas.en.muestra.humeda = %Cenizas.en.muestra. sec a = W1 − W3 x100 W1 W2 − W3 x100 W2 41 MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Práctica 6. PREPARACIÓN Y VALORACIÓN DE UNA SOLUCIÓN. Objetivo: El alumno será capaz de realizar los cálculos necesarios y correctos para la preparación de una solución de concentración determinada, de preparar la solución y de realizar el proceso experimental de valoración de la misma. Se ha seleccionado la preparación y valoración de tiosulfato porque presenta una serie de características que adecuadamente interpretadas y asimiladas permitirán al alumno la preparación adecuada de otras muchas soluciones. Características de la solución de tiosulfato. Participa en múltiples métodos analíticos: cuantificación de oxidantes o de reductores enérgicos. Presenta una relación estequiométrica útil para corregir interpretaciones erróneas del número de equivalentes y el cálculo correspondiente de peso equivalente, número de equivalentes y normalidad. Participa en una técnica analítica que ejemplifica la ventaja de trabajar con la relación estequiométrica de los reactivos y productos. Participa en titulaciones directas y por retroceso. Por las características anteriores del tiosulfato el alumno preparará una solución y luego realizará su valoración de acuerdo a uno de los dos métodos normalizados: a) Utilizando dicromato de potasio como patrón primario. El dicromato es un oxidante muy reactivo, principalmente en medio ácido, y es capaz de oxidar al yoduro hasta yodo, el yodo producido luego es titulado por una solución de tiosulfato utilizando engrudo de almidón como indicador. Las semirreacciones: Cr2O7= + 6e- + 14 H+ <= => 2 Cr+3 + 7 H2O 2 I- <= => I2 + 2e2 S2O3= <= => S4O6= + 2eb) Utilizando yodato de potasio como patrón primario. El procedimiento es muy similar al indicado para el dicromato. El yodato también posee propiedades oxidantes poderosas que le permiten oxidar al yoduro en medio ácido, la reacción produce yodo el cual es titulado por una solución de tiosulfato utilizando engrudo de almidón como indicador. 42 MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Las semirreacciones: 2 IO3- + 10 e- + 12 H+ <= => I2 + 6 H2O 2 I- <= => I2 + 2e2 S2O3= <= => S4O6= + 2e- VALORACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE TIOSULFATO. La solución de tiosulfato preparada puede ser valorada siguiendo los pasos indicados a continuación: a) Con dicromato de potasio como patrón primario. 1) Se pesa con exactitud una cantidad de dicromato de potasio. 2) Se disuelve con la cantidad de agua destilada necesaria. 3) Se agrega 1 ml de ácido clorhídrico diluido (1:10). 4) Se agrega yoduro de potasio en exceso (0.2 gramos en este caso). 5) El yodo producido se valora con solución de tiosulfato hasta que desaparezca el color café y se presente una coloración ligeramente amarilla; 6) Se adiciona una gota de engrudo de almidón. 7) Se continúa la titulación hasta la desaparición completa del color azul. b) Con yodato de potasio como patrón primario. 1) Se pesa con exactitud una cantidad de yodato de potasio. 2) Se disuelve con la cantidad de agua destilada necesaria. 3) Se agrega 1 ml de ácido clorhídrico diluido (1:10). 4) Se agrega yoduro de potasio en exceso (0.2 gramos en este caso). 5) El yodo producido se valora con solución de tiosulfato hasta que desaparezca el color café y se presente una coloración ligeramente amarilla; 6) Se adiciona una gota de engrudo de almidón. 7) Se continúa la titulación hasta la desaparición completa del color azul. 43 075M 0. Para cada persona se indica el volumen de solución de tiosulfato que deberá de gastar en la valoración.095M 0.090M 0. Cada equipo va a preparar un litro de solución de tiosulfato de la concentración indicada.100M Cada persona del equipo resolverá el cuestionario indicado en la siguiente página. Integrante 1 Integrante 2 Integrante 3 Integrante 4 Integrante 5 12 ml 14 ml 16 ml 18 ml 20 ml Cada integrante realizará la determinación por duplicado.085M 0. Equipo 1 Equipo 2 Equipo 3 Equipo 4 Equipo 5 Equipo 6 0. Los cálculos que deberá de realizar y entregar al inicio de la práctica tendrán como base una concentración de tiosulfato igual a la teórica y señalada en la tabla anterior.080 M 0. 44 .MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. ___________________________________________________________________ Indique el peso de yodato necesario para el volumen de tiosulfato indicado de acuerdo con su número de equipo y de número de integrante dentro del mismo. NOMBRE: ___________________________________________________________________ Escriba la reacción balanceada entre el yoduro y el dicromato. ___________________________________________________________________ Número de equipo: ___________________________________________________________________ Número de Integrante del equipo: ___________________________________________________________________ Indique el peso de dicromato necesario para el volumen de tiosulfato indicado de acuerdo con su número de equipo y de número de integrante dentro del mismo. ___________________________________________________________________ 45 . HOJA DE CÁLCULOS. ___________________________________________________________________ Escriba la reacción balanceada entre el yoduro y el yodato.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. se le agrega un reactivo en exceso. esta especie reactiva deberá de agregarse en solución valorada. La especie química que desea valorarse se hace reaccionar con otra de manera espontánea y agregada en exceso. se le agrega una cantidad exactamente medida de una solución valorada asegurando que se encuentra en exceso con respecto a la especie titulada. La especie química que desea valorarse se hace reaccionar con otra de manera espontánea y además agregada en exceso. Es la clásica titulación en donde las especies reactivas corresponden al titulante y al titulado. TITULACIÒN POR RETROCESO. se adicionan un par de gotas de 46 . TITULACIÓN DIRECTA. luego se agrega al titulante desde la bureta. Procedimiento común: Se mide una cantidad de muestra y se deposita en un recipiente contenedor. desde una bureta se agrega el titulante hasta el cambio de color de la solución. vaso o matraz. Se miden 10 ml de la muestra que contiene yodo. Procedimiento común: Se mide una cantidad de muestra y se deposita en un recipiente contenedor. se titula con solución valorada de tiosulfato 0.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Procedimiento común: Se mide una cantidad de muestra y se deposita en un recipiente contenedor. TITULACIÓN INDIRECTA.1M hasta que alcanza una tonalidad amarilla. el cual reacciona con un producto de la primer mezcla hasta el cambio de color de la solución. TITULACIÓN DIRECTA: Determinación del yodo presente en una muestra. para que el exceso sea titulado con una tercer especie. TITULACIONES: DIRECTA. INDIRECTA Y POR RETROCESO. desde la bureta se agrega al titulante que reacciona con el exceso de la primer solución valorada añadida hasta que la solución cambia de color. PRÁCTICA 7. el producto obtenido es titulado con una tercer especie. TITULACIÓN INDIRECTA: Determinación de hipoclorito en una muestra de blanqueador. agregar ahora 20 ml de solución valorada de yodo y si se obtiene un color amarillo o café continuar con el procedimiento.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Se pesa la muestra y se transfiere a un matraz volumétrico de 250 ml. Se miden 15 ml de la muestra que contiene hipoclorito de sodio utilizado como agente blanqueador. agregar 5 ml de solución de HCl 1:10. seco y previamente tarado. cuando ya sea seguro que se tiene el yodo en exceso titular con solución valorada de tiosulfato 0. adicionar 1 gramo de yoduro de potasio y 1 ml de ácido acético glacial. se colocan luego en un pesafiltros limpio. si la solución se mantiene incolora agregar otros 5 ml de solución valorada de yodo medidos con exactitud. Medir 20 ml de la muestra que contiene los iones de estaño (II). llevar hasta la marca con agua destilada y mezclar. TITULACIÓN POR RETROCESO: Determinación de ión estannoso por yodometría. Titular de inmediato con solución valorada de tiosulfato 0. 47 . lavando el pesafiltros y llevando los lavados al volumétrico. engrudo de almidón y se continúa con la titulación hasta que la solución permanezca completamente incolora. adicionar un par de gotas de engrudo de almidón y continuar la titulación hasta que la solución permanezca completamente incolora.1M hasta la aparición de una tonalidad amarilla. Colocar alícuotas de 25 ml en matraces Erlenmeyer.1M hasta la aparición de una tonalidad amarilla. adicionar un par de gotas de engrudo de almidón y continuar la titulación hasta que la solución permanezca completamente incolora. hasta que un color rosa permanezca por 30 segundos. Al igual que en otras titulaciones con el ión permanganato.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. si el peróxido de hidrógeno se prepara utilizando agua de alta pureza y se mantiene en envases de plástico o de aluminio de calidad. puede causar que se obtengan resultados más alto que los esperados. agite suavemente y continuamente. DETERMINACIÓN DE UN ANALITO MEDIANTE DOS MÉTODOS DISTINTOS. Cu2+). suele ser lenta.+ 6H+ → 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O La titulación con permanganato sirve para determinar el contenido de peróxido de hidrógeno aún en muestras muy diluídas. la decoloración del agente titulante. como por ejemplo. Para evitar esto. ya sea inorgánico u orgánico. Comenzar a titular con la solución de permanganato de potasio. Como el agente estabilizador. y si se encuentra en concentraciones apreciables. 48 . El peróxido de hidrógeno puede llevar a cabo una reacción de auto-descomposición: 2H2O2 → 2H2O + O2 Esta descomposición es catalizada por muchos materiales y sustancias. ciertos iones metálicos (Fe3+. DETERMINACIÓN DE PERÓXIDO DE HIDRÓGENO EN AGUA OXIGENADA Con permanganato valorado. muchas soluciones comerciales de agua oxigenada contienen pequeñas Con cantidades de agentes estabilizadores. PRÁCTICA 8. Sin embargo. El peróxido de hidrógeno reacciona con el ión permanganato en medio ácido según la siguiente reacción: 5H2O2 + 2MnO4. en las primeras etapas. Pipetear una alícuota de 5 ml de la muestra en un matraz erlenmeyer de 250 ml y añadir 50 ml de agua destilada y 10 ml de solución de ácido sulfúrico 1:3. se pueden preparar soluciones de hasta un 30% y mercadearse sin necesidad de utilizar estabilizadores. Procedimiento Tomar el agua oxigenada comercial y pipetear 5ml en un matraz volumétrico de 250ml y diluir con agua destilada. puede ser oxidado por el permanganato. En ambas titulaciones deberán de tener cuidado en la determinación del punto de equivalencia.5 gramos de yoduro de potasio y añadir 10 ml de solución de ácido clorhídrico 1:10. con permanganato de potasio hasta obtener el mismo color rosa. agregar 0. pues ambas reacciones son ligeramente lentas y cuando parece que ya se ha alcanzado el punto final con el cambio de color. agregar entonces unas gotas de engrudo de almidón y continuar la titulación hasta que la solución se vuelva incolora. 49 . si se mantiene la muestra en reposo durante un breve espacio de tiempo el color previo al punto final regresa. H2O2. Con tiosulfato Pipetear una alícuota de 5 ml de la muestra en un matraz erlenmeyer de 250ml. Es necesario continuar hasta estar seguros de que los cambios de color son permanentes. presente en la muestra total y el porciento (p/v) de peróxido de hidrógeno. presente en la muestra total y el porciento (p/v) de peróxido de hidrógeno. calcular la concentración de peróxido de hidrógeno. Tomando en consideración el blanco. H2O2.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Establecer un blanco titulando 50 ml de agua destilada y 10 ml de ácido sulfúrico 1:3. Titular el yodo producido con solución valorada de tiosulfato hasta color amarillo claro. Calcular la concentración de peróxido de hidrógeno. Es de esperarse que el sistema cumpla de Ley de Lambert y Beer para cierto rango de concentraciones que serán determinados en el experimento. Cada equipo trabajará con una muestra diferente.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Después de haber determinado la longitud de onda de máxima absorción. Preparar en cada equipo 250 ml de la solución que contiene 100 ppm del analito indicado. Se realizará entonces la correlación lineal entre la Absorbancia y la concentración. DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD DE ONDA PARA LA MÁXIMA ABSORBANCIA Y CURVA DE CALIBRACIÓN. y como el color puede ser medido. Las mediciones de cantidad de color van a cambiar dependiendo de la concentración pero también de la longitud de onda utilizada. longitud de onda. pero en otros el color se formará por la participación de más de una especie química disuelta. entonces es preciso que el estudiante determine para que calidad de luz. encontrando la mejor ecuación que califique el comportamiento. en algunos casos la muestra misma da color. PRACTICA 9. En esta práctica se pretende que el estudiante observe el comportamiento de una especie química que modifica su cantidad de color a diferentes valores de concentración. De esta primer solución preparar 25 ml con las siguientes concentraciones: 1) 80 ppm 2) 60 ppm 3) 40 ppm 4) 20 ppm 50 . preparará soluciones del mismo analito pero a diferentes concentraciones para determinar ahora la dependencia de la concentración cuando la longitud de onda se mantiene constante. Según la teoría la Ley de Lambert y Beer establece una relación lineal entre la Absorbancia y la concentración. por tal razón la opción matemática que ha de indagarse es para la ecuación: A = mC + b. Realizará entonces un barrido de longitudes de onda para la misma muestra y encontrará la adecuada para su trabajo. PROCEDIMIENTO. la especie química que trabaja tiene la posibilidad de absorber más. λ (nm) 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 λ (nm) 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 A A λ (nm) 650 640 650 660 670 680 690 700 710 720 730 740 750 A Con los datos anteriores construya la gráfica de A contra λ y encuentre el valor máximo de A para con ella determinar la longitud de onda. Llenar una tabla con sus resultados.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Ahora a dicha longitud de onda mida la Absorbancia para sus diluciones y realice el análisis de correlación lineal. 5) 10 ppm 6) 5 ppm La solución que contiene 100 ppm será la utilizada para realizar la determinación de la longitud de onda de máxima absorción. Prepare otras diluciones cuando sea necesario. Realizar la medida de la Absorbancia a cada 10 nm comenzando en 350 nm y terminando en 750 nm. C 100 80 60 40 20 10 A 51 . de máxima absorción para la especie analizada. λ. 5 Coeficiente de correlación lineal = Ecuación de A (C) 52 .MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. 5 Preparación de disoluciones 53 .1.5.4 Aparatos e instrumentos − Balanza analítica.5. La concentración se determina por medio de una curva de calibración preparada con diferentes concentraciones de hierro la cual se mide a una longitud de onda de 525 nm.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. 7.1 Principio: Consiste en la formación de un complejo colorido que resulta de la reacción de la 1.2 Reactivos − Sulfato ferroso amoniacal hexahidratado.10 ortofenantrolina con el ion ferroso.5.000 1g − Espectrofotómetro con rango de lectura en los espectros ultravioleta y visible o Colorímetro Klett–Summerson. Fe(NH4)2(SO4)2. UNA APLICACIÓN DE LOS MÉTODOS COLORIMÉTRICOS. 7.3 Material − Matraz volumétrico de 1000 mL 7. con precisión de 0.1. En esta práctica se utilizan los métodos normalizados mexicanos que se señalan en la norma: NMX-AA-124-SCFI-2006 POTABILIZACIÓN DEL AGUA PARA USO Y CONSUMO HUMANO – HIPOCLORITOS DE SODIO Y CALCIO – ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE PRUEBA POTABILIZATION OF WATER FOR USE AND HUMAN COMSUMPTION – SODIUM AND CALCIUM HYPOCHLORITES – SPECIFICATIONS AND TEST METHODS 7.5 Determinación de hierro (método fenantrolina-hidroxilamina) 7. cuya intensidad de color es directamente proporcional a su concentración.6H2O − Ácido sulfúrico − Ácido clorhídrico 1N − Disolución de hidroxilamina al 10% − Acetato de amonio al 20% − 1.1. DETERMINACIÓN COLORIMÉTRICA DE HIERRO. PRACTICA 10.1.5.10 ortofenantrolina 7.1.5.1. calibrar a 100 % de transmitancia a 525 nm. 7. Preparar blanco de reactivos y leer la muestra en las mismas condiciones que la curva de calibración. adicionar 10 mL de disolución de acetato de amonio al 20 % y 3 mL de la disolución de 1.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Agregar 5 mL de hidroxilamina se deja reposar 5 min y se transfiere a un matraz volumétrico de 100 mL. Agregar a cada matraz 10 mL de acetato de amonio al 20% y 3 mL de 1. 8 mL. construir la curva.1. − Disolución patrón de hierro (0. 7 mL.1. en mg.5. 6mL. − Preparación de la muestra Tomar 10 mL de la muestra por analizar y transferirla a un matraz erlenmeyer de 250 mL previamente lavado con ácido clorhídrico. 5 mL.01 mg de Fe/mL) Pesar aproximadamente 7. 3 mL. 9 mL y10 mL agregar 2 mL de disolución de hidroxilamina al 10% y dejar reposar un minuto. 2 mL. Preparar blanco de reactivos.5. Tomar una alícuota de 10 mL y colocarla en un matraz de 1 000 mL y aforar a volumen con agua. mL.01 mg de Fe/mL alícuotas de 1 mL. 7. Esta disolución contiene aproximadamente 0. En los casos donde se requiera más concentración para la preparación de disolución patrón realizar los cálculos correspondientes para la toma de la alícuota al igual que para la toma de la muestra. Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada y agitar.6 Procedimiento − Preparación de la curva de calibración En un matraz volumétrico de 100 mL depositar 50 mL de agua adicionar 2 mL de ácido clorhídrico 1 N y transferir de la disolución de 0. 54 . y V es el volumen de la muestra.01 mg de Fe/mL. 4 mL.10 ortofenantrolina se agita y se afora a volumen con agua.021 8 g de sulfato ferroso amoniacal hexahidratado disolver con 600 mL de agua y 350 mL de ácido sulfúrico concentrado en un matraz volumétrico de 1 000 mL aforar a volumen con agua.7 Cálculos y expresión de los resultados Calcular la concentración de hierro con la siguiente ecuación y expresar el resultado en mg/l: Fe mg / L = G1 x1000 V donde: G1 es la masa de Fe encontrados a partir de la curva de calibración.10 ortofenanatrolina se afora con agua y se agita. Adicionar 5 mL de ácido clorhídrico y agitar.6 Determinación de hierro (método con sulfocianuro de potasio) 7. previa oxidación del ferroso con agua de bromo y tratando la muestra con sulfocianuro de potasio para dar un ion complejo colorido “Rojo Sangre” de sulfocianuro férrico.1.5 Procedimiento Tomar 10 mL de la muestra por analizar y transferirla a un matraz erlenmeyer de 250 mL previamente lavado con acido clorhídrico. 55 . añadir 5 mL de sulfocianuro de potasio al 30 % y agitar. 7.1. mL.1. hervir hasta que desaparezca el tono amarillo verdoso producido por el cloro.1.6 Cálculos y expresión de los resultados Calcular la concentración de hierro con la siguiente ecuación y expresar el resultado en mg/l: Fe mg / L = G1 x1000 V donde: G1 es la masa de Fe encontrados a partir de la curva de calibración. añadir 10 mL de agua oxigenada al 3 % y agitar. miligramos.6. y V es el volumen de la muestra.6. Una vez fría la muestra aforar a 100 mL con agua destilada en una probeta graduada.6.1.2 Reactivos − Acido clorhídrico (HCl) − Agua oxigenada al 3 % %v/v (H2O2) − Agua saturada de bromo − Sulfocianuro de potasio al 30 % o tiosulfato de sodio pentahidratado (Na2S2O5. según el espectrofotómetro empleado.5H2O) 7.6. 7. enfriar. Llenar el tubo calibrado de 10 mL para Klett-Summerson y calibrar el fotocolorímetro. empleando Filtro verde 54 o a longitud de onda de 485 nm.1.4 Aparatos e instrumentos − Espectrofotómetro con rango de lectura en los espectros ultravioleta y visible o Colorímetro Klett –Summerson. Adicionar aproximadamente 20 mL de agua destilada y agitar.1. Recolectar la disolución empleada para la calibración en el matraz y adicionar 5 mL de agua saturada de bromo y agitar. 7.6. Llenar la celda con la disolución y tomar la lectura. el cual es medido por absorbancia.3 Material − Matraz erlenmeyer de 250 mL − Probeta graduada 7.1 Principio El método se basa en la determinación del hierro al estado férrico.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. 7.6. Para la ambas determinaciones la norma propone agregar agua oxigenada. Puede utilizarse acetato de sodio en lugar del acetato de amonio y se obtienen los mismos resultados. otras normas y múltiples métodos normalizados proponen realizar la oxidación con permanganato. solamente se requiere para ajustar el pH entre 4 y 5 unidades. Se recomienda preparar una solución al 1% w/v. en otras circustancias es innecesario. la norma propone oxidar al hierro con agua de bromo. La norma no señala la concentración de la orto fenantrolina. resulta conveniente que su concentración molar sea al menos de 100 veces mayor. Pueden utilizarse la misma solución patrón que se propone para el ión ferroso. Por lo que puede usarse indistintamente uno u otro. las diluciones adecuadas son al doble de las propuestas para la curva del ión ferroso. Esto solamente resulta adecuado cuando se trata de muestras que contiene hipoclorito o cloro. La norma no señala como realizar la curva de calibración para la determinación del hierro III. Para la determinación de hierro II con 1.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. y eliminar los excesos de cloro. 56 .10 fenantrolina es importante que este reactivo se encuentre en exceso con respecto a la concentración de hierro. Aportaciones a la técnica. Para la determinación de hierro III con sulfocianuro. La diferencia comienza con la adición del oxidante y de la solución de sulfocianuro. no es el único. PRÁCTICA 11. Evidentemente muchos ácidos y bases orgánicos tendrán una solubilidad limitada en agua. sin embargo.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. predecir y controlar la reactividad química en disolución. El estudio de las reacciones químicas en disolución acuosa se ha consolidado desde finales del siglo XIX y conforma junto con la Teoría de la Estructura Atómica una de las teorías más sólidas en Química: La Teoría de la Química en Disolución. Dentro de dicha teoría se han propuesto muchos modelos que permiten generalizar. Las reacciones químicas realizadas con fines analíticos pueden llevarse a cabo en medio gaseoso. como su solubilización si éste sufre transformaciones químicas o físicas para aumentar o disminuir la cantidad disuelta en el disolvente. o bien. su facilidad de manipulación y la amplia y variada difusión científica de la que se dispone actualmente. Por ejemplo. El solvente adecuado para una titulación ácido-base es aquel en el cual nuestras sustancias se disuelven y disocian convenientemente. caracterización y monitoreo. Esto produce cambios en los valores de las 57 . ya que las propiedades químicas pueden verse modificadas debido a la presencia de equilibrios innatos que no se presentan en el agua. En Química Analítica los métodos químicos de análisis se fundamentan en las reacciones químicas como el elemento fundamental de medición. Sin embargo. DETERMINACIÓN DE UN ANALITO MEDIANTE UN MÉTODO VOLUMÉTRICO EN MEDIO NO ACUOSO. el uso de disolventes distintos ofrece numerosas posibilidades. muchos ácidos orgánicos serán más solubles en metanol o etanol que en agua. El agua ha sido empleada durante décadas como el disolvente por excelencia atendiendo a sus propiedades físicas y químicas. en medio líquido y en medio sólido. Aunque el agua es el solvente más común para llevar a cabo las titulaciones ácido-base. la precisión se ve maximizada cuando el analito se deposita en una matriz líquida. Lo anterior se denomina como la disolución del analito sí éste simplemente se mezcla con un disolvente líquido. ahora al tener un ácido cualquiera HB. a menudo. situación que ocurre con la mayoría de los ácidos débiles orgánicos. pero también existen muchos disolventes inorgánicos no acuosos. la posibilidad de utilizar solventes no acuosos permite trabajar con analitos que presenten muy baja solubilidad en agua. nuevos estados de oxidación o compuestos de coordinación distintos. alcoholes y éteres. de oxidorreducción. además pueden dejar de existir las especies que en el agua existían para aparecer otras. para este propósito se empleará una base afín al analito. En conjunto.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. en la solubilización. Si se emplea como solvente ácido acético glacial (CH3COOH). el cambio de disolvente trae consigo cambios en la reactividad. como los denominados “líquidos moleculares”. TITULACIONES EN SOLVENTES NO ACUOSOS Cuando los ácidos o bases son muy débiles resulta difícil titularlos puesto que no se produce un cambio notable del pH en las cercanías del punto equivalente. Aquellos solventes que tengan una Kautoprotólisis mas pequeña que el agua serán mas adecuados para ser utilizados en la valoración de ácidos o bases muy débiles. como el mercurio o el sodio. de solubilidad y de intercambio iónico (por mencionar algunos ejemplos). ya sean nuevos ácidos o bases. Estos disolventes pueden ser de diversa naturaleza. Entre las sustancias de naturaleza orgánica destacan los hidrocarburos. en la especiación y en la operatividad. Estos medios son denominados como disolventes no acuosos y se emplean de manera amplia y. de formación de compuestos de coordinación. 58 . Este inconveniente puede ser evitado si la valoración se realiza en un medio diferente del agua. ocurrirá y esta especie será la que reaccione en la titulación. que son líquidos a la temperatura ambiente o cerca de ella. De esta manera aquellas especies que tengan Ka o Kb menor que 1X10-7 no son posibles de titular en medio acuoso. constantes ácido – base. ventajosamente sobre el agua. es decir CH3COOAdicionalmente a esta posibilidad de valorar especies muy débiles. las sales fundidas y también los metales de bajo punto de fusión. 9) Tomar alícuotas de 20 mililitros. 6) Cerrar el erlenmeyer y agitar fuertemente durante 20 minutos. 7) Añadir 2 gramos de celita y agitar. enoles (-COCH2CO-). 8) Filtrar y recoger el filtrado en otro erlenmeyer de 250ml. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. H2SO4. ácidos carboxílicos (RCOOH). etc. 5) Preparar una mezcla con 90 mililitros de benceno y 10 de cloroformo y añadir al tabaco humedo. 1) Pesar 3 gramos de tabaco de cigarrillo y llevar a un matraz erlenmeyer de 250ml. En ácido acético el HClO4 es más fuerte que el HCl o el H2SO4 y mucho más fuerte que el HNO3 La valoración ácido base empleando solventes no acuosos resulta útil para valorar especies orgánicas que presenten grupos sulfónicos (ArSO3H). HClO4. imidas (-CONHCO-). pasar una corriente de aire a través de la solución para expulsar el amoniaco libre. Efecto Igualador Cuando se titula una base débil se emplea como valorante una solución de un ácido fuerte.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. 2) Agregar 15 mililitros de solución saturada de hidróxido de bario. Todos ellos se disocian completamente en agua y forman el mismo reactivo H3O+. 4) Agitar para que se humedezca el tabaco por completo. DETERMINACIÓN DE NICOTINA EN MEDIO NO ACUOSO. 59 . fenoles (ArOH). y HNO3. Esto se conoce como efecto igualador del solvente. llevar a otro erlenmeyer de 125ml. agregar más solución de hidróxido de bario si fuera necesario. 3) Añadir un gramo más de hidróxido de bario sólido. de esta manera los agentes más empleados son HCl. situación que no se evidencia en el solvente agua. Sin embargo la fuerza de estos ácidos es diferente para cada uno de ellos. Se toman 0.5 gramos de cristal violeta y disolver en 100 mililitros de acético glacial.2 gramos de ftalato ácido de potasio. 10) Añadir 3 gotas de disolución de cristal violeta y valorar con disolución de ácido perclórico en acético glacial.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Con este procedimiento se valora la cantidad total de alcaloides (nicotina y nornicotina) La nicotina reacciona con dos protones. Para el indicador. Para la valoración del ácido perclórico. Se añaden 50 mililitros de acético glacial y se agita cuidadosamente hasta la disolución del sólido. hasta color verde de la disolución. Se enfría y se añaden 4 gotas de solución de cristal violeta y se valora con el ácido hasta color verde. Pesar 0. 60 . se colocan en un erlenmeyer de 125ml. Pueden entonces sustituirse por instrumentos. los cuales se clasifican en ópticos e instrumentales. Los indicadores instrumentales son equipos que miden propiedades físicas relacionadas con la concentración de especies químicas en solución. Los indicadores ópticos son especies químicas que se adicionan al sistema de reacción y que mediante una modificación de color nos señalan la equivalencia. En el caso de que la muestra se trate de un ácido. Al igual que los indicadores ópticos su selección está restringida a las características de las especies químicas que participan en la titulación y a la capacidad de respuesta de los equipos. También es necesario considerar que un indicador óptico requiere de un rango de concentraciones para realizar la modificación de forma clara y contundente. titular con solución valorada de hidróxido de sodio 0. como será el caso de esta práctica en donde se utilizará un potenciómetro para localizar el punto de equivalencia en una determinación ácido-base. Medir con exactitud la muestra.1M. como potenciómetros. PROCEDIMIENTO. Es importante reconocer que los indicadores ópticos han de cambiar de color de acuerdo a sus propiedades. y no necesariamente a las de la reacción. Para determinar el punto de equivalencia de una titulación es necesario observar una señal que indique que la reacción ha terminado al lograr igualar los equivalentes de reactivos involucrados. 61 . colorímetros. la titulación. es tener el indicador óptico adecuado. etc. SEGUIMIENTO INSTRUMETAL DE UNA TITULACIÓN. Para ello se utilizan los indicadores.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. PRACTICA 12. Una de las mayores limitaciones para tener un mayor número de técnicas volumétricas que permitan la determinación de casi cualquier especie química. razón por la cual los indicadores ópticos se seleccionan haciendo coincidir al máximo sus propiedades de cambio de color con las propiedades de la reacción principal. conductímetros. además de que en muestras reales en ocasiones se presentan colores que interfieren con los del indicador y no permiten la clara percepción del cambio. Continuar con las adiciones hasta que el medio sea fuertemente básico (pH entre 11 y 12 unidades).1M Para ello hacer pequeñas adiciones de titulante y tras de cada adición medir el pH. titular con solución valorada de ácido clorhídrio 0. cuando titule con HCl.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. o bien fuertemente ácido (pH entre 2 y 3). compare y discuta. En el caso de que la muestra se trate de una base. cuando los cambios entre medidas sean mayores. Identificar el PE por el método diferencial. deberá realizar adiciones más pequeñas de titulante. 62 . Identificar el PE por el método de las tangentes. Poner atención en la evolución del pH. Identificar el PE por el método de los centros de los circulos. cuando titule con NaOH. Calcule la concentración de ácido o de base en la muestra original para cada uno de los métodos. PRACTICA 13. Cada alumno conocerá las condiciones de una titulación. Previo a la sesión de laboratorio preparará las soluciones de titulado y de titulante teniendo cuidado de lograr los valores más cercanos posibles a los solicitados. 63 . titulado y su concentración. Para el llenado de la tabla teórica utilice el modelo que corresponda de los que se presentan en el anexo 1.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Y con los valores reales resolverá el modelo teórico de su titulación llenando la siguiente tabla: v α o ε si son necesarios pH En el laboratorio comparará los resultados teóricos con valores prácticos agregando volúmenes y midiendo tras cada adición el pH al equilibrio. titulante y su concentración. luego graficará sus resultados contra los obtenidos teóricamente y comparará ambas curvas. SEGUIMIENTO DEL MODELO DE TITULACIÓN. Revisaremos las dos posibilidades.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. Si pKa<7 la distancia más corta es entre el agua y el ácido. Realizará los cálculos de la capacidad de amortiguamiento a los ácidos y a las bases. Se mide el pH de la solución preparada. Se mide la capacidad de amortiguamiento a los ácidos. MEZCLA DE UN ÁCIDO DÉBIL Y SU BASE CONJUGADA. entonces el equilibrio se obtiene por la disociación del ácido. por lo que al colocar a estas dos especies en una tabla de predicción de reacciones tendremos lo siguiente: HA H2O 0 pKa 14 H2O A En donde se observa que la posibilidad de dos reacciones no espontáneas como las más importantes. pero si pKa>7. la distancia más corta es entre la base y el agua y el equilibrio se establece con la disociación de la base. de donde se desprenderían dos posibilidades. Previo a la sesión de laboratorio. ello dependerá de la posición (valor) que tenga el pKa. Se mide la capacidad de amortiguamiento a las bases. En el laboratorio: Preparará la solución después de que le sea autorizado su cálculo. Con la información de clase realizará la selección de sistema ácido-base adecuado y los cálculos para la preparación de su solución. SOLUCIÓN AMORTIGUADORA DE pH Y CAPACIDAD DE AMORTIGUAMIENTO A cada alumno le será asignado un valor de pH para preparar 100 ml de solución amortiguadora. Recordemos que un ácido débil tiene un pKa entre 0 y 14. pueden dar lugar al establecimiento del equilibrio. Si pKa<7 64 . PRÁCTICA 14. [A-] = C1 α = Ka/C1 [H+] = αCo AC1 C1+αCo + Para calcular el pH se tiene una opción desde la ley de acción de masas Ka = [ A][ H + ] [ HA] ] [ H ] = Ka[ [AHA ] [ ] + [ ] − log H + = − log Ka − log [ HA] [ A] pH = pKa + log log H + = log Ka + log [ A] pH = pKa + log [ HA] si Co/Ka o C1/Ka < 100. el calculo del pH es exactamente igual. [A-] = C1 + αCo y [ HA] [ A] C1 Co pH = . [HA] = Co + αC1 y pH = 14 + log(αC1) se puede observar que cuando los grados de disociación son despreciables en cualquiera de las dos opciones. 65 . => α no es despreciable: α= − (Co + Kb ) + (Co + Kb) 2 + 4 KbC1 [A-] = C1(1-α).log(αCo) si pKa>7 A+ H2O <= => i) C1 eq) C1(1-α) Si Co/Kb y C1/Kb ≥100 => α  0. 2C1 [OH-] = αC1. también se conoce como solución tampon y comúnmente se le llama solución buffer. por lo que: [HA] = Co. => α no es despreciable: − (C1 + Ka) + (C1 + Ka ) 2 + 4 KaCo α= 2Co [HA] = Co(1-α). por lo que: [HA] = Co. Esta solución cuando cumple la condición de que los grados de disociación sean despreciables se denomina solución reguladora o amortiguadora de pH.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. [H+] = αCo. HA <= => H+ i) Co Eq) Co(1-α) αCo Si Co/Ka y C1/Ka ≥100 => α  0. [A-] = C1 α = Kb/Co [OH-] = αC1 HA + Co Co+αC1 y OHαC1 pH = pKa + log C1 Co si Co/Kb o C1/Kb < 100. Capacidad de amortiguamiento a las bases: Son los ml de base fuerte 0.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013.1N que son necesarios para modificar en una unidad el pH de un litro de la solución amortiguadora.1N que son necesarios para modificar en una unidad el pH de un litro de solución amortiguadora. 66 . Capacidad de amortiguamiento a los ácidos: Son los ml de ácido fuerte 0. MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. TITULACIÓN DE UN ÁCIDO FUERTE CON UNA BASE FUERTE.10−14 2 Co( x − 1) + [Co( x −1)] 2 + 4.log[Co(1-x)] – log F pH = 7 pH = 14 + log[Co(x1)] + log F <==> H2O εCo K=1014 pH = .εPE APE) H + = Co(1 − x) + DPE) OH − = [ Co(1 − x)] 2 + 4.3x10-6 H+ APE) Co(1-x) PE) DPE) OH- <==> H2O K=1014 pH = . ANEXO 1. Si Co>3.3x10-6 H+ APE) Co(1-x) + εCo PE) εPECo DPE) εCo OH- + Q = 1.εPE Si Co<3.log[H+]– log F εPECo=10-7 Co(x-1) + εCo pH = 7 pH = 14 + log[OH-]+ log F + εCo εPECo εCo εPECo=10-7 Co(x-1) Q = 1.10 −14 2 67 . 3x10-6 OHAPE) Co(1-x) PE) DPE) H+ + <==> H2O K=1014 pH = 14 + log[Co(1x)] + log F pH = 7 pH = .MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013.εPE Si Co<3.εPE APE) OH − = DPE) H + = Co(1 − x) + Co( x − 1) + [Co(1 − x)] 2 + 4.log[H+].log F εCo εPECo εCo εPECo=10-7 Co(x-1) Q = 1. TITULACIÓN DE UNA BASE FUERTE CON UN ÁCIDO FUERTE.log[Co(x-1)] log F <==> H2O K=1014 pH = 14 + log[OH-]+ log F pH = 7 pH = .10 −14 2 68 . Si Co>3.3x10-6 OHAPE) Co(1-x) + εCo PE) εPECo DPE) εCo H+ + εCo εPECo=10-7 Co(x-1) + εCo Q = 1.10 −14 2 [Co( x − 1)] 2 + 4. HA + OHA + H2O K=10(14-pKa) <==> APE) si Co(1-x)(1xCo+αCo(1[H+]= αCo(1-x) pKa<7 α) x) APE) si Co(1-x) εxCo xCo(1-ε) pKa>7 +εxCo PE) εPECo εPECo Co(1-εPE) DPE) Co(xεCo Co(1-ε) 1+ε) APE) si pKa<7 APE) si pKa>7 PE) DPE) pH = . TITULACIÓN DE UN ÁCIDO DÉBIL CON UNA BASE FUERTE.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013.5log F pH = 14 + log[Co(x-1)] + log F Q = 1.εPE APE si pKa<7 APE si pKa>7 y PE 2 2 Ka  Ka  Ka   − x + + x + +4 (1 − x)   Co  Co  Co   α= 2(1 − x) Kb  Kb  Kb   − 1 − x + + 1 − x + + 4x   Co  Co  Co   ε= 2x DPE y PE PE si Co/Kb>100 2 Kb  Kb  Kb   − x − 1 + + x − 1 + +4   Co  Co  Co   ε= 2 ε PE = Kb Co 69 .log[αCo(1-x)] – log F pH = 14 + log(εxCo) + log F pH = 14 + log(εPECo) + log F pH = 14 + log[Co(x1+ε)] + log F Si Co/Ka>1000 Si Co/Kb>1000 Si Co/Kb>100 Si Co/Kb>1000  x  } pH = pKa + log 1 − x  pH = 7 + 0.5pKa + 0.5log Co + 0. TITULACIÓN DE UNA BASE DÉBIL CON UN ÁCIDO FUERTE.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013.log F Q = 1.log[Co(x-1)] .log(εxCo) log F pH = .log[Co(x1+ε)] .εPE APE si pKa>7 APE si pKa<7 y PE 2 2 Kb  Kb  Kb   − x + + x + +4 (1 − x)   Co  Co  Co   α= 2(1 − x) Ka  Ka  Ka   − 1 − x + + 1 − x + + 4x   Co  Co  Co   ε= 2x DPE y PE PE si Co/Ka>100 2 Ka  Ka  Ka   − x −1 + + x − 1 + +4   Co  Co  Co   ε= 2 ε PE = Ka Co 70 .0.log F Si Co/Kb>1000 1 − x   x  } pH = pKa + log Si Co/Ka>1000 Si Co/Ka>100 Si Co/Ka>1000 pH = 0.5log F pH = .5log Co 0. B + H+ HB K=10(pKa) <==> APE) si Co(1-x)(1xCo+αCo(1[OH-]= αCo(1-x) pKa>7 α) x) APE) si Co(1-x) εxCo xCo(1-ε) pKa<7 +εxCo PE) εPECo εPECo Co(1-εPE) DPE) Co(xεCo Co(1-ε) 1+ε) APE) si pKa>7 APE) si pKa<7 PE) DPE) pH = 14 + log[αCo(1-x)] + log F pH = .log(εPECo) log F pH = .5pKa . MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. 71 . εPE 72 . TITULACIÓN DE UN ÁCIDO DÉBIL CON UNA BASE DÉBIL. pKaB > pKaA HA + B A + <=> APE si KaA>K’ Co(1-x)(1-α) xCo+αCo(1-x) APE si KaA<K’ Co(1-x)+εxCo εxCo xCo(1-ε) PE εPECo εPECo Co(1-εPE) DPE si KbB<K’ εCo Co(x-1+ε) Co(1-ε) DPE si KbB>K’ Co Co(x-1)(1-α) APE si KaA>K’ APE si KaA<K’ PE DPE si KbB<K’ DPE si KbB>K’ pH = .log[αCo(1-x)] – log F  ε  pH = pKa B + log  1 − ε  pKa A + pKa B pH = 2 1 − ε  pH = pKa A + log   ε  pH = 14 + log[αCo(x-1)] + log F Si Co/KaA>1000 Si Co/K’>1000 ε PE = Si Co/K’>1000 Si Co/KbB>1000 K=10(pKaB-pKaA) HB xCo xCo(1-ε) Co(1-εPE) Co(1-ε) Co+αCo(x-1) } pH = pKa K’=1/K [H ]= aCo(1-x) + [OH-]= αCo(x-1) A  x  + log  1 − x  K' 1+ K' } pH = pKa B + log( x − 1) Q = 1.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. APE si KaA>K’ APE si KaA<K’ 2 Ka A  Ka A  Ka   − x + + x + + 4 A (1 − x)   Co  Co  Co   α= 2(1 − x) ε= DPE si KbB<K’ DPE si KbB>K’ − (1 − x + 2 xK ' ) + (1 − x + 2 xK ' ) 2 + 4 K ' (1 − K ' ) x 2 2 x(1 − K ' ) 2 ε= − ( x −1 + 2 K ' ) + ( x −1 + 2 K ' ) + 4 K ' (1 − K ' ) 2(1 − K ' ) 2 Kb  KbB   KbB  − 1 + + 1 + + 4 B ( x − 1)   Co  Co  Co   α= 2( x − 1) 73 . εPE 74 . TITULACIÓN DE UNA BASE DÉBIL CON UN ÁCIDO DÉBIL.log[αCo(x-1)] – log F B Si Co/KbB>1000 Si Co/K’>1000 ε PE = Si Co/K’>1000 K=10(pKaB-pKaA) A K’=1/K [OH ]= aCo(1-x) - XCo xCo(1-ε) Co(1-εPE) Co(1-ε) Co+αCo(x-1) [H+]= αCo(x-1) } pH = pKa + log B 1− x   x  K' 1+ K' } pH = pKa − log( x − 1) A Si Co/KaA>1000 Q = 1.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. pKaB > pKaA B + HA HB + <=> APE si KbB>K’ Co(1-x)(1-α) xCo+αCo(1-x) APE si KbB<K’ Co(1-x)+εxCo εxCo xCo(1-ε) PE εPECo εPECo Co(1-εPE) DPE si KaA<K’ εCo Co(x-1+ε) Co(1-ε) DPE si KaA>K’ Co Co(x-1)(1-α) APE si KbB>K’ APE si KbB<K’ PE DPE si KaA<K’ DPE si KaA>K’ pH = 14 + log[αCo(1-x)] + log F 1 − ε  pH = pKa + log   ε  A pH = pKa + pKa 2 A B  ε  pH = pKa + log  1 − ε  pH = . APE si KbB>K’ APE si KbB<K’ 2 Kb  Kb   Kb  − x + + x + +4 (1 − x)   Co  Co  Co   α= 2(1 − x) ε= DPE si KaA<K’ DPE si KaA>K’ − ( x −1 + 2 K ' ) + ( x −1 + 2 K ' ) 2 + 4 K ' (1 − K ' ) ε= 2(1 − K ' ) Ka  Ka   Ka  − 1 + + 1 + + 4 ( x − 1)  Co  Co  Co  α= 2( x − 1) B B B − (1 − x + 2 xK ' ) + (1 − x + 2 xK ' ) 2 + 4 K ' (1 − K ' ) x 2 2 x(1 − K ' ) 2 A A A 75 .MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. RESULTADOS. ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LOS RESULTADOS. OPINIONES Y CONCLUSIONES. DEL EQUIPO INDIVIDUAL VERACIDAD DE LAS MEDIDAS DE TODO EL GRUPO INDIVIDUAL TITULACIÓN DIRECTA. OPINIONES Y CONCLUSIONES. OPINIONES Y CONCLUSIONES. OPINIONES Y 76 . OPINIONES Y CONCLUSIONES POR EQUIPO OBSERVACIONES. ANÁLISIS ESTADÍSTICO. DEL GRUPO INDIVIDUAL OBSERVACIONES. RESULTADOS. OPINIONES Y CONCLUSIONES RESULTADOS. DEL EQUIPO ANALISIS DEL REPORTE ELEMENTOS PRIORITARIOS POR EQUIPO OBSERVACIONES. PRACTICA INFORMACIÓN PARA EL REPORTE EL TRABAJO EXPERIMENTAL. DE TODO EL GRUPO PRUEBAS RÀPIDAS PARA IDENTIFICACIÒN DE ANIONES Y CATIONES. OPINIONES Y CONCLUSIONES PROPIEDADES FÌSICAS MEDIBLES Y SU RELACIÓN CON LA CONCENTRACIÓN DEL EQUIPO POR EQUIPO CONSTANTE DE UNA REACCIÓN QUÍMICA. EL VALOR DE LA CONSTANTE. RESULTADOS. OPINIONES Y CONCLUSIONES. OPINIONES Y CONCLUSIONES.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. INDIRECTA Y POR RETROCESO INDIVIDUAL INDIVIDUAL DETERMINACIÒN DE UN ANALITO POR DOS MÉTODOS DEL EQUIPO INDIVIDUAL LONGITUD DE ONDA DE MÀXIMA ABSORCIÓN Y CURVA DE CALIBRACIÒN DEL EQUIPO POR EQUIPO TITULACIÓN EN MEDIO NO ACUOSO. RESULTADOS. CADA PERSONA SOLAMENTE UTILIZARÁ SUS RESULTADOS. UTILIZARÁN SOLAMENTE LOS RESULTADOS DEL EQUIPO. DEBERÁN DE UTILIZAR TODOS LOS RESULTADOS DE TODO EL GRUPO. 77 . TITULACIÓN POTENCIOMÉTRICA. OPINIONES Y CONCLUSIONES.MANUAL DE LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA 2013. OPINIONES Y CONCLUSIONES). EL REPORTE SOLAMENTE CONTENDRÁ UN ANÁLISIS DE TODO EL EQUIPO EL REPORTE CONTENDRÁ TANTOS ANÁLISIS (RESULTADOS. COMO INTEGRANTES LO FORMEN. DEL GRUPO DEL EQUIPO INDIVIDUAL POR EQUIPO INDIVIDUAL INDIVIDUAL INDIVIDUAL CONCLUSIONES.