Rolando Oyola Martínez, Ph. D. Departamento de Química Call Box 860 Humacao, PR 00791-4300 rolando.oyola@upr.edu Derechos Reservados@enero-mayo2014-15 Titulación por Método Mohr Introducción La titulación volumétrica donde se produce un sólido de baja solubilidad se le conoce como titulación de precipitación. Este tipo de titulación es uno de los métodos cuantitativos más antiguos. Una de las desventajas de que no sea tan común la titulación de precipitación es el hecho de que la formación del sólido debe ser un proceso lento para la formación de cristales, limitando así la cantidad de agentes precipitantes disponibles para análisis cuantitativo. Además, métodos instrumentales con mejores límites de detección y sensitividad han sustituido a los métodos clásicos de precipitación. El agente precipitante por excelencia es AgNO3 por lo que a este tipo de titulación se le conoce también como métodos argentométricos En métodos argentométricos se puede hacer uso de tres métodos para distinguir el punto final; método de Mohr, método de Fajans y el método de Volhard. El método de Mohr es una titulación de precipitación donde se usa (cromato (CrO42-) que forma un precipitado con el ión de plata, Ag2CrO4 como indicador. Este precipitado color ladrillo, cuyo es Kps = 1.2 x 10-12, se forma cuando un pequeño exceso de agente titulante (AgNO3) se añade luego del punto estequiométrico de la titulación. En el método de Fajans se usa un indicador de cambio en color debido a la adsorción de este a la superficie del sólido. Por último, el método de Volhard se usa la formación del complejo coloreado de FeSCN como indicador del punto final. En este experimento usaremos el método de Mohr para detectar el punto final en la titulación de precipitación para el análisis de cloruro en una muestra desconocida. El método de Mohr se puede usar en el análisis de cloruro (Cl-), bromuro (Br-) y cianuro (CN-) al reaccionar estos iones con el ión de plata (Ag+). Se tiene que tener cuidado de las siguientes dos condiciones que pueden afectar los resultados en el método de Mohr. Primero, se debe llevar a cabo la titulación en un intervalo de pH entre 7 y 10 unidades. El equilibrio entre cromato y dicromato depende de pH, según la ec. (1), por lo que la concentración en equilibrio de cromato disponible para formar el precipitado Ag2CrO4 se puede variar con pH. Cr2O72− + H 2O (1) 2CrO42− + 2 H + Sin embargo, se tiene que tener la precaución de no llevar a cabo la titulación a pH altos ya que pueden ocurrir reacciones secundarias con el ion de plata. Por ejemplo, se puede precipitar el Ag+ según la ec. (2). 2 Ag + + 2OH − → Ag 2O( s ) + H 2O (2) Segundo, algunos reactivos que contienen el ión de plata pueden llevar a cabo reacciones secundarias en presencia de luz (fotosensitivo). La única manera de controlar este factor es trabajando en presencia de baja intensidad de luz y llevar a cabo el análisis de valoración del agente titulante y el análisis de la muestra desconocida el mismo día. luz 2 AgCl ( s ) → 2 Ag ( s ) + Cl2 ( g ) (3) Por la tanto, el análisis cuantitativo que llevará a cabo en este experimento tiene que hacerse el mismo día que valora la solución de agente titulante. Objetivo Determinar la concentración de cloruro en una muestra desconocida por titulación usando el método de Mohr. Método Titulación de precipitación usando indicador basado en formación de precipitado. En la titulación se forma precipitado de AgCl donde el punto final se identifica mediante un cambio en color de la solución (blancomarrón claro) al formarse el sólido de Ag2CrO4. El experimento se llevará a cabo a nivel de microescala Reacción Principal: AgCl ( s) Ag (+ac ) + Cl(−ac ) (4) Procedimiento A. Reactivos y su preparación 1) Solución de AgNO3 = La solución (≈0.06 M) ya se encuentra preparada en el extractor. 2) Solución de K2CrO4 0.1 M. = ya se encuentra preparada en el extractor. De lo contrario calcule la masa de K2CrO4 para preparar 20 mL de solución. Pese y disuelva el sólido en equipo volumétrico adecuado. 3) Solución amortiguadora = Se encuentra preparada en el extractor. 4) Estándar primario de cloruro de sodio = secar en el horno por dos horas a 160 ̊C según procedimiento de secada. Prepare por pesada directa 50.0 mL de una solución acuosa ~ 0.045 M NaCl. Recuerde anotar el peso del estándar primario con cuatro lugares decimales. 5) Solución desconocido = secar en el horno por dos horas a 160 ̊C según procedimiento de secada el desconocido. Transfiera entre 0.15 y 0.19 gramos del desconocido a un matraz volumétrico de 50.0 mL y lleve a volumen con agua deionizada. B. Procedimiento 1) Valoración de AgNO3 LA UNIVERSIDAD DE PUERTO RICO EN HUMACAO NO DISCRIMINA POR EDAD, SEXO, ORIENTACIÓN SEXUAL, RAZA, COLOR, NACIONALIDAD, ORIGEN O CONDICIÓN SOCIAL, NI POR IDEAS POLÍTICAS, RELIGIOSAS E IMPEDIMENTOS FÍSICOS O POR CONDICIÓN DE VETERANOS ■ PATRONO CON IGUALDAD DE OPORTUNIDADES DE EMPLEO 2 Transfiera una alícuota de 1.00 mL de la solución de NaCl estándar primario al envase provisto para llevar a cabo la titulación. Añada unas gotas de la solución amortiguadora y 2-3 gotas de la solución de K2CrO4 al envase. Titule con la solución de AgNO3 agitando continuamente. Repita este procedimiento con otras tres muestras de la solución de NaCl estándar primario. Recuerde que tiene que tener al menos cuatro determinaciones. 2) Determinación del desconocido. Proceda con la titulación de las muestras del desconocido de igual manera que lo hizo para valorar la solución de AgNO3 en la parte A. Desperdicios Todos los reactivos se tienen que descartar en los envases ROTULADOS provistos por los técnicos del almacén. Estos envases se encuentran en el extractor. QUEDA TOTALMENTE PROHIBIDO DESECHAR REACTIVOS POR LOS FREGADEROS. Datos Experimentales Tabla 1: Datos de pesadas para preparación de soluciones de estándar primario y desconocido Masa NaCl (g) Masa Desconocido (g) Tabla 2: Valoración de solución AgNO3. Muestra Volumen Alícuota Volumen Inicial Volumen Final Volumen Añadido (± _ mL) (± _ mL) (±_mL) (± _mL) Cálculos: A. Valoración de AgNO3 a. Calcule la concentración analítica de NaCl con los datos de pesada. b. Determine la molaridad de AgNO3 para cada muestra. C AgNO3 = ( NaCl Valícuota C NaCl AgNO 3 Vañadido ) (5) c. d. Determine la molaridad promedio de AgNO3 Determine la desviación estándar y el porciento de desviación estándar relativa (%RSD) e. Determine los límites de confianza al 95% confiabilidad B. Determinación de cloruro en la muestra desconocida a. Determine la cantidad de cloruro en porciento peso/peso (%p/p) para cada muestra %Cl = b. ( AgNO 3 Vañadido M AgNO 3 X g muestra )( 50.00 mL 1.00 mL )( 35.453 g Cl mol )100 Determine la cantidad de cloruro promedio, su desviación estándar, el %RSD y los límites de confianza. Conclusiones Presente los resultados obtenidos junto con sus incertidumbres absolutas o relativas. Identifique posibles fuentes de error y discuta como el error afecta el valor reportado en sus resultados. Identifique en que dirección, mayor o menor relativo al valor esperado, el error descrito afecta sus resultados. 1 2 3 4 5 Tabla 3: Determinación muestra desconocida. Volumen Alícuota Muestra (± _ mL) Volumen Inicial Volumen Final (± _ mL) (±_mL) (6) Volumen Añadido (± _mL) 1 2 3 4 5 LA UNIVERSIDAD DE PUERTO RICO EN HUMACAO NO DISCRIMINA POR EDAD, SEXO, ORIENTACIÓN SEXUAL, RAZA, COLOR, NACIONALIDAD, ORIGEN O CONDICIÓN SOCIAL, NI POR IDEAS POLÍTICAS, RELIGIOSAS E IMPEDIMENTOS FÍSICOS O POR CONDICIÓN DE VETERANOS ■ PATRONO CON IGUALDAD DE OPORTUNIDADES DE EMPLEO