ANALISIS QUÍMICO E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS Cationes y Aniones MARCHAS ANALÍTICAS ANÁLISIS CUALITATIVO Otros MÉTODOS INSTRUMENTALES ANÁLISIS QUÍMICO ANÁLISIS GRAVIMÉTRICOS MÉTODOS CLÁSICOS ANÁLISIS CUANTITATIVO ANÁLISIS VOLUMÉTRICOS ANÁLISIS ESPECTROQUIMICOS MÉTODOS INSTRUMENTALES ANÁLISIS ELECTROQUIMICOS ANÁLISIS CROMATOGRÁFICOS ANÁLISIS CUALITATIVOS ANÁLISIS CUANTITATIVOS MÉTODO GRAVIMÉTRICO 1. Una muestra de 0.6025 g de una sal de cloro se disolvió en agua y el cloruro se precipitó adicionando un exceso de nitrato de plata. El precipitado de cloruro de plata AgCl(s) se filtró, se lavó, se secó y se pesó, obteniéndose 0.7134 g. Calcule el porcentaje de cloro Cl en la muestra. 2. El calcio de una muestra de 0.7554 g de piedra caliza, previamente disuelta, fue precipitado como oxalato y, posteriormente calentado hasta su transformación en carbonato cálcico. El peso de este compuesto fue de 0.3015 g. Calcular el porcentaje de Ca y CaO en la muestra de caliza. MÉTODO VOLUMÉTRICO Concentraciones en Unidades Químicas Molaridad (M) = N° de mol del soluto Litros de solución N° de mol del soluto Molalidad (m) = kilogramos de solvente masa del soluto N° equivalentes del soluto = P.E. soluto N° equivalentes del soluto Normalidad (N) = Litros de solución Masa molar del soluto P.E. soluto = θ N° de mol del soluto Fracción molar soluto (X) = N° mol de solución Fracción molar solvente (X) = N° de mol del soluto N° mol de solución Donde θ - N° de hidrogeniones si es un ácido - N° de oxidrilos si es una base - Valor absoluto de la carga total del anión o catión si es sa - Electrones ganados o perdidos si implica redox 3. Una muestra de 0,3147 g de Na2C2O4 grado patrón primario se disolvió en H2SO4 diluido y se tituló con 31,67 mL de KMnO4 diluido: (MnO4)- + (C2O4)2- + H+ Mn2+ + CO2 + H2O Calcular la molaridad de la solución de KMnO4. 4. Con carbonato de sodio puro y seco se determina la normalidad de una solución de ácido clorhídrico, obteniéndose los siguientes datos: Peso de carbonato de sodio empleado: 0,2343g Volumen de HCl gastados: 39mL 5. Calcule el volumen de AgNO3 0,120 M ,más un 10% en exceso necesarios para precipitar todo elión cloruro presente en 120 mL de una solución de MgCl2 0,015 M. ANÁLISIS ESPECTROMÉTRICOS ESPECTROSCOPIA La espectroscopia es una ciencia que estudia las interacciones que suceden entre la radiación y la materia. Se clasifican de acuerdo con la región del espectro electromagnético que se utiliza para hacer la medición. Estas regiones incluyen los rayos ϒ, X, ultravioleta (UV), visible, infrarrojo (IR), las microondas y las radiofrecuencias (RF). Absorción de Luz T= P Po Donde: T = Transmitancia A = Absorvancia Po A = log = − log T P Ley de Beer La absorbancia está relacionada linealmente con la concentración (c) de las especies absorbentes y con la longitud de la trayectoria de la radiación (b) en el medio absorbente, se expresa mediante la siguiente ecuación: Po A = log = abc P Donde a = constante llamada absortividad, si la concentración está en mol/L la constante se denomina absortividad molar y se simboliza como ϵ. La ley de Beer también se aplica también se aplica a soluciones que contienen mas de un tipo de un tipo de sustancia absorbente. Atotal = A1 + A2 + …….+ An = ϵ1bc1 + ϵ2bc2 + ……. + ϵnbcn ANÁLISIS ELECTROQUÍMICOS 1. Una solución contiene 4,48 ppm de KMnO4 tiene una transmitancia de 0,309 en una celda de 1 cm a 520 nm. Calcular la absortividad molar del KMnO4. 2. De una muestra de agua de volumen 1122 mL, se sacó una alícuota de 1,00 mL y se trató con reactivos para determinar la presencia de hierro y se diluyó a 50,00 mL. Se preparó una curva de calibración con alícuotas de 1,00 mL de soluciones patrón de hierro tratadas de la misma manera que la muestra de agua. Solución Absorvancia a 650 nm 1,00 ppm Fe 0,230 2,00 ppm Fe 0,436 3,00 ppm Fe 0,638 4,00 ppm Fe 0,848 Muestra de Agua 0,518 a. Construir el gráfico y encontrar la ecuación de la recta. b. ¿Cuántos g Fe/L de muestra hay en la muestra de agua?. 3. Los datos siguientes se determinaron previamente con una celda de 1 cm. Elemento Absorbancia a 365 nm Absorbancia a 470 nm Concentración Pb 0,150 0,642 1,00x10-4 M Hg 0,684 0,088 2,00x10-4 M Muestra de Agua 0,721 0,604 ? Calcular la concentración de Pb y Hg en la muestra. Determinación de Alcalinidad Una muestra de 100 mL de agua requiere 7,2 mL de H2SO4 0,025 N para alcanzar el punto de vire de la fenolftaleína y 3,9 mL adicionales para alcanzar el punto de vire del anaranjado de metilo. Determinar la alcalinidad total y el valor de cada una de las causas de la alcalinidad. Dureza de un Agua La dureza es causada por cationes metálicos multivalentes, de los cuales los principales, en orden de abundancia en el agua, son calcio, magnesio, estroncio, hierro divalente y manganeso divalente. También el hierro trivalente y el aluminio pueden causar dureza, pero debido a su solubilidad su contribución es generalmente despreciable. Se consideran dos clases de dureza: la porción químicamente equivalente a la alcalinidad, llamada Dureza carbonácea, y la porción restante asociada a otros aniones como sulfatos, cloruros, nitratos, silicatos, etc. Correspondiente a la dureza no carbonácea. Dureza total ≥ alcalinidad Dureza carbonácea = alcalinidad Dureza no carbonácea = dureza total – dureza carbonácea Dureza total < alcalinidad Dureza carbonácea = dureza total Dureza no carbonácea = 0 4. Una muestra de agua presenta el siguiente análisis: Ca2+ = 92 mg/L, Mg2+ = 43 mg/L, Na+ = 31 mg/L, K+ = 15mg/L, (HCO3)-= 142 mg/L, (SO4)2- = 150 mg/L y Cl- = 173 mg/L. Determinar la dureza total, dureza carbonácea y la dureza no carbonácea del agua. MATERIA ORGÁNICA La materia orgánica en el agua se encuentra en cantidades tan pequeñas que es imposible identificarlas y valorarlas en forma aislada, se expresa como la cantidad de oxígeno que necesita para la oxidación. El procedimiento se basa en que una solución ácida de KMnO4 cede oxígeno cuando se pone en contacto con sustancias oxidables. El exceso se valora con H2C2O4 , el cual se oxida a CO2 y el KMnO4 pasa a Mn2+. Índices de Estabilidad Permiten evaluar la corrosividad de un agua y se calculan a partir del pH medido del agua y el pH de saturación (pHs), mediante las expresiones siguientes: - Índice de saturación de Langelier (ISL) - Índice de Ryznar (IR) - Índice de Agresividad (IA) - Índice de saturación de Langelier (ISL) ISL = pH - pHs - Índice de Ryznar (IR) IR = 2 pHs - pH - Índice de Agresividad (IA) IA = pH + log {(Alc)(Ca)} pH de saturación (pHs) pHs = A + B – log (Ca) – log (Alc) Donde: (Alc) = Alcalinidad Total, mg CaCO3/L (Ca) = Dureza por Calcio, mg CaCO3/L A = Constante que depende de la temperatura B = Constante que depende de los STD Valores de A en función de la temperatura Temperatura A (°C) 0 2,30 Temperatura A (°C) 18 2,04 Temperatura A (°C) 50 1,56 4 2,24 20 2,01 55 1,49 8 2,18 25 1,93 60 1,41 10 2,16 30 1,86 65 1,33 12 2,13 35 1,78 70 1,25 14 2,10 40 1,71 75 1,18 16 2,07 45 1,64 80 1,10 Valores de B en función de los sólidos totales disueltos STD (ppm) 0 100 200 400 800 1000 B 9.70 9.77 9.83 9.86 9.89 9.90 Una comparación entre los tres índices y su significado se presenta a continuación: ISL IR IA SIGNIFICADO > 0,0 -2,0 a 0,0 < -2,0 < 6,5 6,5 a 10,0 > 10,0 > 12,0 10,0 a 12,0 < 10,0 No agresiva Moderadamente agresiva Muy agresiva Ejemplo: 5. resultados del análisis de un agua fueron: alcalinidad total = 98 mg CaCO3/L, Dureza cálcica = 62 mg CaCO3/L, temperatura = 12 °C, STD = 160 ppm y pH = 6,5. Determinar que tipo de agresividad tiene el agua.