Tem a 3: Técnicas Clásicas de A nálisis Q uím ico Técnicas de

Tem a 3:Técnicas Clásicas
de A nálisis Q uím ico
Tipos de valoraciones
Gravim etrías y volum etrías
Técnicas de valoración:
D eterm inación de la concentración
de un analito m ediante reacción con
una sustancia patrón (valorante).
Valoraciones de com bustión
de precipitación
de form ación de com plejos
ácido- base
redox
a A + b B → productos
sise necesitan N m oles de
valorante B,en la m uestra
hay (b/a)⋅N m oles de analito A
C,H (T> 1000 ºC,exceso O 2)
→
H 2O ,CO 2
m uestra
O2
D eterm inación gravim étrica por com bustión:
un m étodo m ás m oderno
(T> 1000 ºC,exceso O 2)
C,H ,N ,S
O2
H orno catalizador
(Pt,CuO ,PbO 2)
m echero
Filtro de H 2O
(P4O 10)
H 2O ,CO 2,N 2,SO 2,SO 3
m uestra
O2
Filtro de CO 2 Filtro de
(N aO H sobre H O y CO
2
2
asbesto)
→
detector
H orno catalizador
y filtro de O 2
(W O 3,CuO )
m echero (en
realidad un horno)
Crom atógrafo
de gases
señal
D eterm inación gravim étrica por com bustión:
m étodo clásico
N2
CO 2
H 2O
SO 2
tiem po
A nálisis adicionalde las cenizas (inorgánicas) por digestión
Valoraciones gravim étricas (algunas generalidades)
Gravim etría m ediante filtrado:
pesada delfiltro antes y después delanálisis
Gravim etría de precipitación o cristalización:
pesada delsólido form ado
Gravim etría electroquím ica:
deposición sobre un electrodo y pesada delm ism o
Precauciones:
Contam inación de precipitados:
coprecipitación,adsorción,form ación de soluciones sólidas
Técnicas de purificación:digestión,lavado.
Tratam iento térm ico de precipitados:secado,calcinación,
elim inación de agua
Valoraciones volum étricas
estequiom etría:
a A + b B → productos
(analito) (valorante)
Punto de equivalencia:
neutralización exacta delanalito
por elvalorante
Punto final:
cam bio brusco de una propiedad de
la disolución en cuanto hay exceso
de valorante
1
valoración con un indicador:sustancia que cam bia de una
propiedad en ausencia de analito o exceso de valorante
Ejem plo de una valoración volum étrica
valoración de oxálico por oxidación con perm anganato
5C2O 2(O H )2 + 2M nO 4
(oxálico)
−
+ 6H +→
10CO 2 + 2M
n2+
+ 8H 2O
(perm anganato)
color púrpura
punto de equivalencia:cuando se han añadido 2 m oles
de valorante (M nO 4− ) por cada 5 m oles de oxálico
En generalelindicador se une alanalito o alvalorante
m ás débilm ente que éstos entre sí
Ejem plo,indicador que se une alanalito:
X + A → XA
X A (color 1), X (color 2)
en la disolución habrá A y X A .Se añade valorante B
punto final:aparición de color púrpura en la disolución
reacción de valoración:
a A + b B → productos
reacción de B con elA libre
a X A + b B → X + productos reacción de B con elX A
diferencia:valoración de un blanco (sin oxálico)
punto final:cam bio de color 1 (X A ) a color 2 (X )
Valoración por retroceso:
1) Se añade valorante B en exceso para com pletar
de sobra la neutralización de analito A
a A + b B → productos
queda B en exceso
patrón prim ario:sustancia valorante estándar
disolución de concentración conocida de un reactivo puro
- 99.9% pureza
- estable quím icam ente (alm acenam iento)
- estable alcalor y elvacío (para su deshidratación)
2) se realiza la valoración de la concentración
de exceso con otro valorante C
m B + n C → productos
estandarización de valorantes:
valoración con un patrón prim ario de una disolución para
su utilización com o valorante
ventajas:
- cuando la reacción a A + b B es lenta
- cuando elpunto finalde la valoración
m B + n C es m ás fácilde detectar
práctica 3:valoración ácido-base
patrón prim ario:N a2CO 3
valorantes estandarizados:H Cly N aO H
valoración por retroceso delH Cl
curva de valoración
Punto final
pH
Representación de
p[C]= -log [C]
(por ejem plo
pH =-log [H +])
frente alvolum en
de valorante añadido
pH
∆pH
∆V
∆2pH
∆V 2
valorante añadido V
curva de
valoración
valorante añadido V
Prim era
derivada
(diverge)
segunda
derivada
(cam bio de
signo)
2
ED TA :Á cido
Etilen-D iam ino
-Tetraacético
ElED TA form a com plejos 1:1
con los cationes divalentes y
m uchos m etales triy tetravalentes
p[C] = -log [C]
Valoraciones com plexom étricas
exceso
de ED TA
exceso de
catión libre
ED TA añadido
D eterm inación delpunto finalcon un indicador
Ind-M g2+ + ED TA
(rojo)
→
Ind + ED TA -M g2+
(azul)
Valoraciones de precipitación
Valoraciones redox
valoración de un contam inante m ediante elcam bio de su
estado de oxidación con un oxidante o un reductor fuerte
form ación de un precipitado insoluble entre
elanalito y elvalorante
valoración “argentom étrica”
de halógenos
A g+
Ejem plo:oxidación de m ateria orgánica (práctica 4)
valoración de m etales pesados
con halógenos
−
Cl
Cr2O 72− + m ateria orgánica → Cr3+ + CO 2 + H 2O
Cr(VI)
(Cr III)
D etección por
absorción U V-visible
Cr2O 72-
Cr3+
440 nm
600nm
Longitud de onda
D etección delpunto finalen las
valoraciones de precipitación
Luz transm itida
(turbidim etría)
A gI
PbCl2
Técnicas específicas de A nálisis Elem ental:
A nálisis de nitrógeno Kjeldahl
D eterm inación de nitrógeno en suelos,proteínas,leche,
cereales,...
D igestión Kjeldahlcon H 2SO 4 en ebullición (338ºC) con
catalizadores (H g,Cu,Se):Transform a N en N H 4+
C,H ,N orgánicos → N H 4+ + CO 2 + H 2O
Luz
incidente
Luz dispersada
(nefelom etría)
Pb2+
I−
Suspensión coloidal
delprecipitado A gI
Cam bio de color
con un indicador,p.e.
CrO 42-
2) A lcalinización y extracción delnitrógeno com o vapor de N H 3
N H 4+ + O H — → N H 3 + H 2O
3) Se redisuelve elam oniaco en disolución conocida de H Cl
N H 3 + H + → N H 4+
4) Se valora elH Clque no ha reaccionado con N aO H patrón
H + + O H — → H 2O
3
M ás m étodos de análisis elem ental
-A nálisis elem entalde com puestos
orgánicos por reacción con N a
-A nálisis de llam a
-A nálisis por form ación de perlas
4