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Análisis volumétrico Núcleo Temático 6.

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Presentación del tema: "Análisis volumétrico Núcleo Temático 6."— Transcripción de la presentación:

1 Análisis volumétrico Núcleo Temático 6.
Competencias a desarrollar por el estudiante: Explica los requisitos que debe cumplir una reacción química para que pueda ser utilizada en un análisis volumétrico. Clasifica los métodos volumétricos. Aplica los métodos volumétricos para preparar soluciones patrones y detección del punto final de una titulación. Realiza los cálculos requeridos en un análisis volumétrico.

2 Análisis volumétrico Titulaciones o Valoraciones constituyen un amplio y valioso conjunto de procedimientos cuantitativos muy utilizados en Química Analítica. SE DETERMINA EL VOLUMEN DE UNA DISOLUCIÓN DE CONCENTRACIÓN CONOCIDA (DISOLUCIÓN VALORANTE) QUE SE NECESITA PARA REACCIONAR CON TODO EL ANALITO, y en base a este volumen se calcula la concentración del analito en la muestra.

3 Análisis volumétrico Una disolución valorante es una disolución de reactivo de concentración conocida, que se usa para realizar un análisis volumétrico.

4 ¿Cómo se hace una titulación volumétrica?
Análisis volumétrico ¿Cómo se hace una titulación volumétrica? Una valoración se hace añadiendo lentamente la disolución valorante, desde una bureta a una disolución de analito hasta que la reacción entre las dos sea completa. El volumen gastado para llevar a cabo la valoración se determina por diferencia entre las lecturas final e inicial de la bureta.

5 En el laboratorio pondremos en práctica la ESTANDARIZACIÓN DE SOLUCIONES
Estandarizar una solución cualquiera, es el proceso mediante el cual se determina la concentración de un soluto midiendo el volumen necesario de esta solución para reaccionar completamente con una cantidad conocida de otra sustancia pura llamada ESTANDAR PRIMARIO o PATRON PRIMARIO.

6 Clasificación de las titulaciones
Existen: volumetría ácido base volumetría de precipitación volumetría redox volumetría de formación de complejos

7 Clasificación de las titulaciones
Volumetría ácido base (neutralización) es una reacción entre un ácido y una base. Cuando en la reacción participan un ácido fuerte y una base fuerte se obtiene una sal y agua. Mientras que si una de las especies es de naturaleza débil se obtiene su respectiva especie conjugada y agua. Generalmente la siguiente reacción ocurre: ácido+ base → sal + agua Prácticas de Laboratorio: 3 y 4 Estandarización de HCl/Na2CO3 y NaOH/HCl

8 Clasificación de las titulaciones
volumetría de precipitación Están basadas en reacciones en las que se forman compuestos de baja solubilidad. La mayoría de los precipitados se forman lentamente lo que hace que se disponga de pocos agentes precipitantes para su aplicación en valoraciones Las reacciones de volumetría por precipitación más importantes se efectúan con nitrato de plata como reactivo. Estos métodos que implican el uso de una solución valorada de nitrato de plata se llama métodos argentimetricos Prácticas de Laboratorio 7: Estandarización de AgNO3/ NaCl

9 Clasificación de las titulaciones
volumetría redox Se produce una reacción de transferencia de electrones entre el analito (sustancia a valorar) y el agente valorante. Prácticas de Laboratorio 8: Estandarización de KMnO4/ Na2C2O4

10 Clasificación de las titulaciones
volumetría de formación de complejos Los reactivos que forman complejos se utilizan ampliamente en la valoración de cationes metálicos. Los más empleados son compuestos orgánicos que tienen varios grupos donadores de electrones capaces de formar numerosos enlaces covalentes con iones metálicos. Como indicadores químicos se utilizan colorantes orgánicos que forman quelatos coloreados con los iones metálicos. Prácticas de Laboratorio 9

11 Materiales y procedimiento
Soporte universal Fiola o matraz

12 Materiales y procedimiento
Solución a estandarizar Concentración desconocida Solución patrón Concentración conocida

13 Procedimiento experimental
Comenzamos la titulación que consiste en agregar lentamente desde la bureta la solución a estandarizar a la fiola que contiene la solución patrón. ¿Cuándo finaliza la adición de solución desde la bureta? Cuando se alcanza el punto de equivalencia de una titulación. Este punto se alcanza cuando la cantidad de valorante añadido es estequiometricamente equivalente a la cantidad de analito que hay en la muestra.

14 Procedimiento experimental
Hay que tener presente que: El punto de equivalencia es un punto teórico que no se puede determinar experimentalmente, sólo seremos capaces de poder estimarlo observando algún cambio físico que acompañe a la condición de equivalencia. El punto de equivalencia, al ser un punto teórico tendremos que calcularlo a través de las ecuaciones estequiométricas y aplicando cálculos matemáticos, lo cual nos da una idea para poder estimar su aparición.

15 Procedimiento experimental
El cambio físico para estimar el punto de equivalencia se llama punto final de la valoración: cambio de color, precipitado, variación de pH, cambios en la conductividad eléctrica. Se debe poner un gran empeño en asegurar que la diferencia de volúmenes entre el punto de equivalencia y el punto final sea pequeña. Sin embargo, tales diferencias normalmente existen, como resultado de las limitaciones de los cambios físicos y de nuestra capacidad de observarlos. La diferencia de volumen entre el punto de equivalencia y el punto final es el error de valoración

16 Indicadores sustancia o técnica que permite visualizar o detectar el punto final Los indicadores son colorantes orgánicos, que cambian de color según estén en presencia de una sustancia ácida o alcalina. Hay que conocer los indicadores disponibles y su zona de viraje, con el fin de ajustarla en lo posible a la zona en la que se produce la neutralización ácido-base.

17 Clasificación de los patrones
Patrón primario Un patrón primario también llamado estándar primario es una sustancia utilizada en química como referencia al momento de hacer una valoración o estandarización. Usualmente son sólidos que cumplen con las siguientes características: 1. Elevada pureza. 2. Estabilidad frente a los agentes atmosféricos. 3. Ausencia de agua de hidratación. 4. Fácil adquisición y precio módico. 5. Un peso equivalente elevado, para disminuir los errores asociados a la pesada.

18 Clasificación de los patrones
Patrón secundario El patrón secundario es llamado también solución valorante o estándar secundario. Su nombre se debe a que en la mayoría de los casos se necesita del patrón primario para conocer su concentración exacta. El patrón secundario debe poseer las siguientes características: Debe ser estable mientras se efectué el período de análisis Debe reaccionar rápidamente con el analito La reacción entre el valorante y el patrón primario debe ser completa, así también la reacción entre el valorante y el analito. La reacción con el analito debe ser selectiva o debe existir un método para eliminar otras sustancias de la muestra que también pudieran reaccionar con el valorante. Debe existir una ecuación balanceada que describa la reacción

19 EJERCICIOS PROPUESTOS.
¿qué volumen de HCl de concentración 0,1 mol/l, deben gastarse si para valorar esta solución se utilizaron 50 ml de una solución que contiene 0,125 g de Na2CO3 puro Se titulan 0,250 gramos de Na2CO3 puro con 25,76 ml de HCl. Determinar cuál es la concentración molar de la solución de HCl ¿qué volumen de NaOH de concentración 0,1 mol/l se necesita para valorar una solución de 10 ml de concentración 0,0964 mol/l. En la estandarización secundaria de una solución aproximada de 0,2 mol/l de NaOH con una solución de 10ml de HCl de concentración 0,15 mol/l, los volúmenes obtenidos en las titulaciones fueron de: 7,2 ml, 7,1 ml, 7,3 ml, 7,2 ml. Calcule: La concentración molar de la solución alcalina correspondiente a cada estandarización (use 4 cifras decimales para los resultados) La precisión absoluta de la medición El error relativo de la medición El Valor verdadero de la solución de NaOH = 0,1964 mol/l


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