OBJETIVO GENERAL

*Mostrar mediante una página web; los análisis que se dan por medio de reacciones  químicas; entre el analito  y el reactivo patrón junto a sus características cuantitativas en  la valoración por  precipitado.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

*Determinar los procedimientos cuantitativos que se  basan en la determinación  de la     cantidad  de un reactivo de concentración  conocida  necesaria para reaccionar con el analito.

*Analizar  las reacciones que se presentan en las disoluciones por precipitado mediante la valoración

*Calcular las cantidades de analito a partir de los datos de la valoración.

*Conocer con exactitud el volumen de la disolución patrón.

MAPA CONCEPTUAL

MARCO CONTEXTUAL

las valoraciones incluyen a un numeroso y poderoso grupo de procedimientos cuantitativos que se basan en la medida de la cantidad de un reactivo de concentración conocida,que es consumido por un analito.

valoraciones volumetricas consisten en la medida del volumen de una disolución de concentración conocida necesaria para reaccionar completamente con el analito.

valoraciones gravimetricas difieren únicamente en que se mide la masa del reactivo en lugar del volumen.

      

                              

valoraciones columbimetricas,el (reactivo) es una corriente constante de magnitud conocida que consume el analito.en este caso lo que se mide es el tiempo necesario(y por tanto la carga total)para completar la reacción electroquímica.

TÉRMINOS  USADOS EN MÉTODOS 

VOLUMETRICOS

Disolución  patrón: es un reactivo de concentración conicidad con exactitud que se usa en las valoraciones.

Valoración: es un proceso en el que se agrega un reactivo patrón a una  disolución del analito hasta que se considere completa la reacción entre el analito y el reactivo.

Valoración por retroceso: es un proceso en el cual  el exceso de una disolución  patrón  empleada para consumir un analito se determina por valoración  con una segunda disolución patrón. Estas reacciones suelen ser necesarias cuando la velocidad de la reacción  entre el analito  y el reactivo es lenta o cuando la disolución patrón carece de estabilidad. 

Punto de equivalencia: es aquel en que la cantidad de reactivo patrón  añadido equivale exactamente a la del analito.

Punto final: en una valoración es aquel en el  que ocurre un  cambio físico relacionado con la condición  de equivalencia química.

PATRÓN PRIMARIO 

un patrón primario es un  compuesto de elevada pureza que sirve como material de referencia en valoraciones gravimétricas y volumétricas. La exactitud del  método depende sobre todo de las propiedades de este compuesto.

Requisitos del patrón primario:

•  Alto grado de pureza. 
• Debe  contarse con métodos  establecidos para confirmar la pureza.
• estabilidad atmosférica
• Ausencia de agua de hidratación  para que la composición del solido no cambie con las variaciones de humedad.
• Solubilidad racionable en el medio de valoración
• Masa molar racionablemente grande de modo que se minimice el error relativo al  pesar el patrón

Hay muy poco compuestos que cumplen o se aproximen  a estos criterios, y  solo se dispone comercialmente de un numero ilimitado de patrones primarios. En consecuencia, deben usarse compuestos menos  puros en vez de estándar primario. La pureza de este patrón secundario debe establecerse mediante un análisis minucioso.

DISOLUCIONES PATRÓN

Las disoluciones patrón desempeñan  una función principal en todos los métodos de análisis por valoración. Por ello, es necesario considerar cuales son las propiedades deseables para estas disoluciones; como se preparan y como se expresan sus concentraciones.

La disolucion patrón  ideal para una valoración:

•  Será suficiente estable de modo que sea  necesario determinar su concentración solo una vez.
•  Reaccionara rápidamente con el analito.
•  Reaccione de manera más o menos completa con el analito de modo que se obtengan puntos finales satisfactorios.
• Experimentara  una reacción selectiva con el analito  que se puede describir mediante una ecuación ajustada.

Ventajas de las valoraciones gravimétricas

Además de ser más rápidas y convenientes, las valoraciones gravimétricas ofrecen otras ventajas sobre las volumétricas.

•  Se elimina por completo tanto la calibración del equipo de vidrio, como la limpieza tediosa para garantizar un drenaje adecuado.

• Las correcciones de temperaturas son innecesario porque la molaridad por peso; no cambia con la temperatura al contrario que la molaridad por  volumen. esta ventaja reviste una especial importancia en valoraciones no acuosas debido a los altos coeficiente de expansión de  la mayoría de  los líquidos orgánicos (casa diez veces el de el agua)

•    Las medidas de peso se, pueden efectuar con mucha  mayor precisión  y exactitud que la de volumen.

•  Las valoraciones por peso se automatizan más fácilmente que las volumétricas.

VALORACIÓN POR PRECIPITACIÓN

La valoración por precipitación se  basa en reacciones que producen compuestos iónicos de limitada solubilidad. Es una de las técnicas analíticas mas antiguas que se remontan a mediados del siglo XIX.sin embargo, debido a que la velocidad de formación de  muchos precipitados es lenta el número de agentes precipitantes se pueden emplear es limitado. Con diferencia, el reactivo limitante mas utilizado e  importante es el nitrato de plata el cual se emplea para la limitación de haluros (SCN,CN,CNO), aniones del tipo de los aluros,mercaptanos, ácidos grasos y diversos aniones inorgánicos, bivalentes y trivalentes.

curvas de valoración por precipitado 

El método más común para determinar la concentración de iones haluros en disoluciones acuosas es la valoración con una disolución patrón de nitrato de plata. El producto de la reacción  es el haluro de plata solido. Una curva de valoración para este método consiste en una grafica de pAg en función del volumen de nitrato de plata añadido. Para construir las curvas de valoración se requiere tres tipos de cálculos, cada uno de los cuales corresponde a una etapa distinta de la reacción: 

(1) preequivlencia.

(2) equivalencia. 

(3) postequivalencia. 

A continuación veremos un ejemplo de cómo se determina el pAg en cada uno de las etapas.

Análisis Problemáticos

• cálculos de molaridad de disoluciones patrón; como se calcula la concentración de reactivos volumétricos.

a) describa la preparación de 2.000 L de AgNO3    0.0500 M (169.87 g/mol) a partir de solido patrón primario.

Puesto que el volumen esta en litros, los cálculos se basan en moles y no en milimoles. Así, para obtener la cantidad de AgNO3 (nitrato de plata) necesaria, se escribe

Cantidad de AgNO3 = Vsol (L) x cAgNO3 (mol/L) =2.000 L x  (0.0500 mol NaCO3/L)                                   = 0.1000 mol AgNO3

Para obtener la masa de AgNO3, se redondea la ecuación  para dar  masa de AgNO3
Masa de AgNO3= 0.1000 mol AgNO3 x (169.87  g AgNO3  / mol AgNO3)

                                     =16.98 g AgNO3

Por lo tanto, la disolución se prepara disolviendo 16.98  g  AgNO3, en agua y diluyendo hasta obtener exactamente 2.000L

 

Análisis Problemáticos

• se requiere una disolución  patrón de Na  0.0100 M para calibrar un método fotométrico  de llama con el fin de determinar el sodio. Describa cómo se pueden preparar 500 ml de la disolución a partir del patrón primario Na2CO3 (105.99 g/mL). Se desea calcular la masa de reactivo requerida para tener una molaridad de especie de 0.0100. En este caso se usan milimoles porque el volumen esta expresado en mililitros. Como el Na2CO3, se disocia para dar dos iones  de sodio se puede escriba que el numero de milimoles de Na2Co3 requerido es.

                NA2CO3 = 500mlx (0.0100 mmol Na/ mL)x(1mmol   Na2CO3/2mmol Na)
                               =2,50 mmol

Basándose en la definición de milimol, se escribe

Masa de NA2CO3 =2.50 mmol NA2CO3 x 0.10599 (g NaCO3/ 2 mmol Na)
                                       = 0.265 g

Así la disolución se prepara disolviendo 0.265 g de NA2CO3, en agua y diluyendo hasta obtener 500 ml.

Cálculos de molaridades con los datos de estandarización

• Una alícuota de 50.0 ml de una  disolución de HCl requerio 29.71 Ml de BA (OH)2, 0.01963 para alcanzar el punto final con el indicador verde de bromocresol. Calcule la molaridad de HCl

En la valoración, 1mmol de Ba (OH)2; reacciona con 2 mmol de HCI.

Formula=   Ba (OH)2   +   2HCl          BaCI2 + 2H20
Así, la relación  estequiometrias es:
Relación estequiometrias = (2mmol HCI/ 1mmol Ba (OH)2)

El  numero de milimoles del patrón se obtienen mediante.

Cantidad de  Ba (OH)2   =29.71 mL Ba (OH)2    X 0.01963 (mmol Ba (OH)2 /  ml Ba (OH)2 ).
Para obtener el número de milimoles de HCI, se multiplican este resultado por la relación estequiometria determinar inicialmente:
Cantidad de HCI = (29.71 X 0.01963) mmol Ba (OH)2   X (2mmol HCI/ 1mmol Ba (OH)2).

Para obtener el numero de milimoles de HCI por mililitro, se divide entre el volumen del ácido  Así.

C (HCI)  = (29.71 x 0.01963 x2 mmol HCI)/ 50.0 mL HCI

                =0.023328 (mmol HCI / mL HCI) = 0.02333 M

 MÉTODO DE MORH

es utilizado en valoraciones químicas de cloruros y bromuros, con plata, utilizando como indicador el cromato potasico La formación de Ag2CrO4, de color rojo, nos indicará el punto final de la valoración. Durante la valoración, las condiciones que deben darse deben ser tales que el cloruro precipite de manera cuantitativa como cloruro de plata antes de que se consiga formar el precipitado de Ag2CrO4. Por otra parte, el indicador debe ser lo bastante sensible como para poder dar un cambio de color apreciablemente nítido, con una pequeña porción de plata.

Se puede llegar a calcular la cantidad de concentración del cromato, que debe de encontrarse en la disolución para que la precipitación inicie exactamente en el punto de equivalencia. Cuando la disolución se encuentre saturada de las dos sales, el cloruro y el cromato de plata, se cumplirán de manera simultanea los equilibrios siguiente ( los valores de Kps indicados son aproximados) 

Ag^+ + Cl^- ↔ AgCl ↓ (precipitado); Kps = [Ag^+] [Cl^- = 10 ^-10]
2 Ag^+ + CrO4^2- ↔ Ag2CrO4 ↓; K*ps = [Ag^+] ^2 [CrO4^2-] = 2.10^-10

Si despejamos la concentración de catión plata de las dos constantes y pasamos a igualar, obtendremos una relación de donde deduciremos que la relación de las concentraciones de ambos iones es:

Kps/ √ K*ps = [Cl^-] / √[CrO4^2-] = 7.10^-5

como en el punto de equivalencia se cumple que la concentración de iones plata es igual a la concentración de iones cloro y todo ello a su vez es igual a :

√ Kps = √ 10^-10 = 10^-5 M

                                                     MÉTODO DE VOLHARD

Este método de titulación se usa para la determinación de plata y compuestos de plata, aniones que se precipitan con plata como Cl^-,Br ^-, I ^-, SCN^- y AsO₄ ^-4. Para el caso de determinación de un anión, se acidula con HNO_3, se agrega un exceso de solución tipo de AgNO3 para precipitar el anión y se valora por retroceso el exceso de Ag⁺,con solución patrón de tiocianato de potasio; el indicador es el Fe⁺³ , que proporciona color rojo a la solución.

Las reacciones que ocurren en la determinación de iones cloruro son:

Ag⁺+ Cl^- --- AgCl ¯

Ag⁺ + SCN^- --- AgSCN

Fe⁺³ + SCN^- --- FeSCN⁺²

MÉTODO DE FAJANS

El método de Fajans implica el uso de indicadores de adsorción, tratándose éstos de compuestos orgánicos con tendencia a adsorberse sobre la superficie del sólido formado en una volumetría de precipitación. En teoría, la adsorción (o desorción) ocurre cerca del punto de equivalencia y produce no sólo un cambio de color, sino también una transferencia de color de la disolución al sólido o viceversa.

La mayoría de los indicadores de adsorción son aniónicos, siendo atraídos por las partículas del precipitado que adquieren carga positiva justo después del punto de equivalencia, en las valoraciones con Ag+. Al adsorberse el colorante sobre el precipitado cambia el color de este último, señalando dicho cambio de color el punto final de la valoración. Con objeto de detectar de forma clara dicho cambio de color, es deseable que el área superficial del sólido sea máxima para que una gran cantidad de colorante se adsorba sobre él. 

NaCl (dis)+ AgNO3 (dis)  ----- AgCl (s) + NaNO3 (dis)

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER

FACULTAD DE EDUCACIÓN ARTES Y HUMANIDADES

LICENCIATURA EN BIOLOGÍA Y QUÍMICA

CUCUTA

2012