DETERMINACIÓN DE CLORUROS POR LOS MÉTODOS DE MOHR Y VOLHARD

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1 REV. 0 Pág. 1/13 DETERMINACIÓN DE CLORUROS POR LOS MÉTODOS DE MOHR Y VOLHARD CURSO: MANUEL GUTIÉRREZ PALMA GRUPO: 1º LACC

2 REV. 0 Pág. 2/13 ÍNDICE INTRODUCCIÓN. FUNDAMENTO TEÓRICO... 3 OBJETIVO MATERIALES Y REACTIVOS PROCEDIMIENTO CALCULOS Y RESULTADOS OBSERVACIONES CONCLUSIONES INFORMACION DE SEGURIDAD QUIMICA Equipos de protección Precauciones a tener en cuenta en la práctica Eliminación de residuos FDS reactivos BIBLIOGRAFIA

3 REV. 0 Pág. 3/13 INTRODUCCIÓN. FUNDAMENTO TEÓRICO El método de Mohr, es un método de titulación por precipitación que permite valorar iones cloruros, bromuros y cianuros (no permite valorar yoduros). Se utiliza como solución valorante una solución de nitrato de plata valorada. La reacción de titulación es: Cl (ac) + Ag+ (ac) -> AgCl (s) Como indicador se utiliza una solución de dicromato de potasio (K2CrO4) al 5%, que forma en el punto de equivalencia un precipitado rojo ladrillo; que, debido a la mezcla de colores, se visualiza como una solución de coloración té con leche. La reacción de titulación en el punto final es: CrO42- (ac) + 2Ag+ (ac) > Ag2CrO4 (s) Rojo ladrillo Para llevar adelante la titulación se debe trabajar con un ph comprendido entre 7 y 10; tanto a ph inferiores como superiores el producto de solubilidad no se satisface en el punto de equivalencia teórico, por lo que se requiere un exceso de la solución valorante y se comete un error. A un ph más bajo, es decir más ácido, el ión cromato reacciona con los protones para dar ácido crómico; por ende, la concentración del ión cromato es demasiado baja para que se forme el precipitado en el punto de equivalencia. CrO42- (ac) + 2H+ (ac) < > H2CrO4 (s) A un ph superior a 10, la concentración del ión plata no es suficiente, ya que precipita en forma de óxido de plata. OH (ac) + Ag+ (ac) -> AgOH (sólido blanco) > Ag2O (sólido negro)

4 REV. 0 Pág. 4/13 El método de Volhard es un tipo de valoración química, que trata la plata con sulfocianuro (tiocianato). También puede ser utilizada para valorar haluros y otras sustancias que precipiten con plata a través una valoración por retroceso. La plata puede ser valorada en medio ácido con KSCN o también con NH4SCN, el producto formado, AgSCN, es una sal de color blanco y de tipo muy poco soluble. Un poco de exceso de sulfocianuro se detecta de manera clara en presencia de Fe 3+ ya que este ion forma un complejo de color rojo con el tiocianato, que en medio ácido se detecta a concentraciones muy bajas. Debido a que el indicador es muy sensible a un exceso de tiocianato, el blanco del indicador es muy pequeño. OBJETIVO El objetivo es determinar la concentración de cloruros de una muestra de agua mineral y de galletas por el método de Mohr. Estandarizar una disolución de KSCN y determinar la concentración de cloruros de la muestra de agua mineral por el método de Volhard.

5 REV. 0 Pág. 5/13 MATERIALES Y REACTIVOS Matraz aforado de 200 ml Matraz aforado de 100 ml Matraz kitasato Embudo buchner Trompa de vacío Matraz erlenmeyer de 250 ml x3 Vaso de precipitados de 250 ml Bureta de 25 ml Pipeta graduada de 10 ml Pipeta aforada de 50 ml Pipeteador Probeta de 50 ml Soporte universal Pinza de buretas Balanza analítica Placa calefactora Mufla Cápsula de porcelana Pinza metálica Cinta indicadora Vidrio de reloj Frasco lavador Agua destilada Pipeta pasteur Agua mineral Galletas AgNO3 0,011N K2CrO4 HNO3 NaOH 0,010127N NH3Fe(SO4)2. 12H2O CaCO3 Purísimo, Panreac

6 REV. 0 Pág. 6/13 PROCEDIMIENTO Se realizan dos procedimientos. Primero para el método de Mohr y después para el método de Volhard. Método de Mohr Cloruro en galletas: Se pesan en una balanza 5 g de una muestra triturada de galleta, contenida la muestra en una cápsula de porcelana se mete en una mufla y se calcina a 400ºC durante aproximadamente 15 minutos. Tras la calcinación se disuelve la totalidad de la muestra en 100 ml de agua destilada en un vaso de precipitados. Se filtra el líquido a vacío con un matraz kitasato y un embudo buchner y se recoge el filtrado. Se coge una alícuota de 10 ml del filtrado y se trasvasa a un matraz erlenmeyer, se añaden 50 ml de agua destilada y se ajusta el ph de la disolución utilizando NaOH 0,1N para que sea 8 aproximadamente y se vierte 1 ml de indicador de cromato de potasio. Se procede a valorar con AgNO3 0,011N en una bureta de 25 ml gota a gota hasta que se produce un viraje a color pardo rojizo permanente. Se anota la cantidad en ml que se gasta de AgNO3. Se realiza la valoración 3 veces. Las cantidades gastadas fueron 5,75mL, 6 ml y 6,25 ml. Se hace una prueba en blanco que resultó en 1,75 ml. El valor en blanco se restará a todas las cantidades experimentales a la hora de realizar los cálculos. Cloruro en agua mineral: Se cogen 100 ml del agua mineral con una pipeta aforada de 50 ml y se vierten a un matraz erlenmeyer, se ajusta el ph de la muestra utilizando NaOH 0,1N para que sea 8 aproximadamente y se vierte 1 ml de indicador de cromato de potasio. Se procede a valorar del mismo modo que en el proceso anterior. Las cantidades gastadas fueron 4,25mL, 2,75mL y 3mL.

7 REV. 0 Pág. 7/13 Método de Volhard Estandarización de una disolución de KSCN: Primero, antes de realizar el método de Volhard se hace una disolución de 200mL de KSCN0,01N y se estandariza utilizando el AgNO3 0,011N. Se valora utilizando una bureta de 25 ml. Para esta valoración debe prepararse una disolución indicadora de sulfato férrico amoniacal. Para ello se calientan 80 ml de agua destilada en un vaso de precipitados con una placa calefactora sin que llegue a ebullición. Se le echan 20 g de sulfato férrico amoniacal. Se deja enfriar, se trasvasa a un matraz aforado de 100 ml y se vierte HNO3 hasta enrasar. Se vierten 10 ml de KSCN en un matraz erlenmeyer y se le añaden unas gotas del indicador de sulfato férrico amoniacal. El color de la disolución se presenta naranja rojizo. Se valora con el AgNO3 y se produce un viraje a color blanco al gastar 9,9 ml. Una vez se ha estandarizado el KSCN se procede a la valoración: Cloruro en agua mineral: Se coge una muestra de agua mineral de alrededor de 250 ml y se acidifica utilizando HNO3 para llevar el agua a ph 4 aproximadamente. Se parte de 10 ml de esa agua mineral y se vierte en un matraz erlenmeyer. Se vierten 10 ml de AgNO3 para asegurarse que haya en exceso y se observa un precipitado blanco. A continuación, se procede a valorar el exceso de AgNO3 con KSCN. Se echa indicador de sulfato férrico amoniacal y se comienza a valorar con KSCN. Inicialmente la disolución es de color blanco y se detiene la valoración cuando se torna anaranjado débil pero persistente. Se debe realizar esta valoración tres veces. La cantidad en ml de KSCN que se gasta en esta valoración nos da un valor de los ml de AgNO3 en exceso. Esta cantidad se resta a los 10 ml de AgNO3 para calcular la cantidad de AgNO3 que reacciona con el cloruro de la muestra. La cantidad de KSCN gastado fue 9,5 ml.

8 REV. 0 Pág. 8/13 CALCULOS Y RESULTADOS Cálculos para el método de Mohr: Tras las valoraciones se calculan los gramos de Cl - o NaCl que hay en cada muestra utilizando la fórmula: Teniendo en cuenta el valor del blanco que hay que restar a cada volumen. Obteniendo la cantidad en gramos se obtiene la proporción en porcentaje en masa, mg/l o meq/l. NORMALIZACIÓN del AgNO3 Factor de Corrección 1,1 Normalidad Real 0,011 N Valoración de la Muestra de galletas. Peso de muestra 5 g 1º Determinación 2º Determinación 3º Determinación Blanco Volumen de AgNO3 5,75 ml 6 ml 6,25 ml 1,75 ml Volumen medio de AgNO3 6 ml %NaCl 0,55%

9 REV. 0 Pág. 9/13 NORMALIZACIÓN del AgNO3 Factor de Corrección 1,1 Normalidad Real 0,011 N Valoración de la Muestra de agua mineral. Volumen de muestra 100 ml 1º Determinación 2º Determinación 3º Determinación Blanco Volumen de AgNO3 4,25 ml 2,75 ml 3 ml 1,75 ml Volumen medio de AgNO3 3,33 ml Concentración Cl - Concentración Cl - 6,174 mg/l 0,174 peq/l Cálculos para el método de Volhard: Los primeros cálculos que hay que realizar son los de la normalidad real del KSCN a partir de la valoración de estandarización, utilizando la fórmula: N x V = N x V (9,9 1,75) x 0,011 = N x 10 N = 0,009 Después hay que calcular el volumen de AgNO3 en exceso con el volumen de KSCN gastado en la valoración con la misma fórmula utilizada anteriormente. 0,011 x V = 0,009 x 9,5 V = 7,77 ml Al calcular el volumen en exceso se calcula mediante una resta el volumen gastado de AgNO3 en la reacción de precipitación. Y se le resta el valor del blanco. 10 7,77 = 2,23 ml 2,23 1,75 = 0,48 ml

10 REV. 0 Pág. 10/13 Por último, utilizando los ml se calculan los gramos de Cl - que hay en la muestra con la fórmula: NORMALIZACIÓN del AgNO3 Factor de Corrección 1,1 Normalidad Real 0,011 N Valoración de la Muestra de agua mineral. Volumen de muestra Volumen de AgNO3 Volumen medio de AgNO3 Concentración Cl - Concentración Cl - 10 ml 1º Determinación 2º Determinación 3º Determinación Blanco 9,5 ml 6 ml* X* 1,75 ml 9,5 ml 18,718 mg/l 0,528 peq/l *Hubo problemas en la determinación por el método Volhard. No dio tiempo a realizar las 3 determinaciones correspondientes, se hicieron dos determinaciones, pero una de ellas se descartó porque se considera errónea por ser un valor incoherente. Por esto se trabajó con un único valor que se considera aceptable. Los motivos de los problemas se explican en las observaciones a continuación.

11 REV. 0 Pág. 11/13 OBSERVACIONES Se reitera en el hecho de que las concentraciones con las cuales se trabajan son muy bajas y esto acentúa mucho la cantidad de error acumulado. Mayor es este arrastre de error si se utilizan valores, resultados y reactivos que van reutilizándose en prácticas sucesivas. La determinación de cloruros es difícil si no se trabaja con suma pulcritud a la hora de establecer que una muestra tiene cloruros únicamente provenientes de ella misma, concentraciones tan pequeñas de cloruro como debe tener un agua mineral pueden ser fácilmente aumentadas con unas pocas gotas de agua del grifo. Se realizaron numerosas determinaciones utilizando el método de Volhard, pero una y otra vez daban valores totalmente incoherentes, valores por ejemplo que de 20 ml vertidos de AgNO3 solo se gastaban 5 de KSCN por lo que más de 15 habrían reaccionado con el agua dando lugar a que el agua contenía una cantidad de Cl - imposible para tratarse de un agua mineral. Se realizaron 3 o 4 valoraciones hasta que se llegó a una conclusión obvia. En el procedimiento se dictaba que había que acidificar las disoluciones hasta ph 4 con HCl, ácido que alteraba de forma evidente la concentración de Cl - en la disolución, por lo tanto, las determinaciones daban esos resultados tan incoherentes. Al darnos cuenta de este fallo encontramos que para este método debía usarse HNO3. Entonces dio tiempo a realizar alguna determinación cuyo resultado fuera correcto. CONCLUSIONES A pesar de las dificultades se han logrado realizar las determinaciones y obtener unos valores medianamente correctos. En el BOE del19 de enero de 2011 sobre el agua se indica un máximo de 200 mg/l para aguas minerales. El agua analizada cumple la normativa ya que no llega ni a 20 mg/l en ninguna de las determinaciones. No se ha encontrado en el BOE de las galletas especificaciones sobre los cloruros, aunque en la etiqueta pone que contiene un 0,7 % y se han calculado un 5,5 % por lo que se estima que cumplirá con la normativa ya que se encuentra por debajo de lo que la propia etiqueta indica.

12 REV. 0 Pág. 12/13 INFORMACION DE SEGURIDAD QUIMICA Equipos de protección. Bata de laboratorio, y guantes de nitrilo. Precauciones a tener en cuenta en la práctica. Precaución a la hora de utilizar la mufla y meter y sacar la cápsula de porcelana con la muestra de galleta ya que alcanza temperaturas de hasta 400ºC, deben usarse pinzas metálicas para sujetar la cápsula de porcelana. Precaución a la hora de usar el HNO3 ya que es un ácido fuerte y muy oxidante que emite vapores, debe utilizarse bajo campana extractora. Eliminación de residuos. Los residuos se eliminan por el desagüe ya que se encuentran muy diluidos. FDS search_type=catalogsearch&searchstring=silver%20nitrate /EUR/ProcessMSDS-Start?PlainSKU=MDA_CHEM &Origin=PDP

13 REV. 0 Pág. 13/13 BIBLIOGRAFÍA