Practica N°8 Alcalinidad.docx

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA “TOMAS FRÍAS” FACULTAD DE CIENCIAS PURAS CARRERA DE QUÍMICA

Docente:

Lic. Beatriz Frías Araujo

Auxiliar:

Univ.

Estudiante:

Luis Alberto Apaza Arce Potosí Bolivia

Laboratorio De Química Analítica1

QMC-212

DETERMINACION DE MEZCLAS ALCALINAS 1) OBJETIVO:  Determinar los carbonatos, bicarbonatos y mezcla de carbonatos mediante titulaciones.  Aplicar los principios de las volumetrías de neutralización en la determinación de carbonatos, bicarbonatos e hidróxido de sodio, o mezclas posibles en una solución alcalina.  Calcular el contenido de carbonato, bicarbonatos e hidróxido de sodio o mezclas posibles en una solución alcalina.

2) MARCO TEORICO: Fundamento Se denominan mezclas alcalinas a las formadas por combinaciones compatibles de sosa, carbonato y carbonato ácido. Estas mezclas tienen gran importancia tanto en Química Industrial, como Medio-Ambiental, Alimentaria o Clínica, por lo que su determinación analítica tiene un gran interés. El carbonato y el carbonato ácido (bicarbonato óhidrógeno carbonato) pertenecen al sistema ácido-base:

Si una disolución que contiene carbonato se valora con un ácido fuerte (p.e. HCl) se producirán las siguientes reacciones volumétricas:

Utilizando los adecuados indicadores visuales, se pueden detectar los dos puntos finales: Con Fenolftaleína el viraje de Rosa a Incoloro nos marcará el paso de carbonato a carbonato ácido. Si a la disolución incolora se le añade Heliantina (Naranja o Anaranjado de metilo) y se valora, el cambio de Amarillo a Rojo localizará el punto final de la transformación de carbonato ácido a a CO2.

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Si la disolución contiene únicamente carbonato ácido, la Fenolftaleína tomaría directamente la forma ácida incolora, y al añadir Heliantina y valorar con ácido fuerte, el viraje marcaría como antes el paso de carbonato ácido a a CO2.

En las determinaciones del método de valoración ácido-base se consideran las determinaciones de carbonatos, bicarbonatos y mezcla de carbonatos y álcalis. Para este último caso se aplica el método de titulación sucesiva donde una cantidad de sustancia se analiza en presencia de dos indicadores. Se considera los indicadores más comunes: anaranjado de metilo y fenolftaleína. DETERMINACION DE CARBONATOS Una solución que contiene carbonatos al ser titulado con un ácido (HCl) hace que se convierta en bicarbonato que finalmente se transforma en H2CO3 siendo la reacción: Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl (fenoltaleína) PH : 1,6 pH : 8,3 NaHCO3 + HCl H2CO3 + NaCl Na2CO3 + 2HCl H2CO3 + 2NaCl (anaranjado de metilo) V de la fenoltaleína : ½ V de anaranjado de metilo Para convertir el carbonato en bicarbonato, se necesitará un volumen de HCl en presencia de fenolftaleína igual a la mitad del volumen total en presencia de Anaranjado de metilo para titular

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Determinación de Bicarbonatos.-La alcalinidad en el agua tanto natural como tratada, usualmente es causada por la presencia de iones carbonatos ( CO3= ) y bicarbonatos ( HCO3- ), asociados con los cationes Na+, K+ Ca+2 y Mg+2 . La alcalinidad se determina por titulación de la muestra con una solución valorada de un ácido fuerte como el HCl, mediante dos puntos sucesivos de equivalencia, indicados ya sea por medios potencio métricos o por medio del cambio de color utilizando dos indicadores ácidobase adecuado. Este método, es aplicable para la determinación de la alcalinidad de carbonatos y bicarbonatos, en aguas naturales, domésticas, industriales y residuales. La medición de la alcalinidad, sirve para fijar los parámetros del tratamiento químico del agua, así como ayudarnos al control de la corrosión y la incrustación en los sistemas que utilizan agua como materia prima o en su proceso. 3) Materiales reactivos y equipos: MATERIALES Matraces aforado Erlenmeyer 250 ml Bureta 25ml Pipeta volumétrica Vaso de precipitado de 250 ml Pinza Soporte universal Piceta

REACTIVOS Solución diluida de HCl Cloruro de bario 0.1M Solución al hidróxido de sodio Naranja de metilo Fenolftaleína Agua destilada

EQUIPOS Balanza Plancha Campana Baño maria

4) PROCEDIMIENTO.Preparar una solución de ácido clorhídrico a 0,05 N y aforar a 200ml Preparar el cloruro de bario de 0,1 M y aforar en 100ml Pesar la 0.19 gr de la muestra ,disolver y aforar a 200ml Tomar 20 ml de la solución de la muestra más 20 ml de agua destilada y poner 2 gotas de naranja de metilo y valorar con HCl a 0,05 N. realizar 2 veces la operación.  Tomar 25ml de muestra agregar lentamente 10 ml cloruro de bario agitando, y se añade 2 gotas de fenolftaleína y valorar con el ácido clorhídrico. Repetir 2 veces la operación    

5) CÁLCULOS Y RESULTADOS: Para el cloruro de bario (𝐁𝐚𝐂𝐥𝟐 ∗ 𝟐𝐇𝟐 𝐎) C = 0.1M V = 100ml

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𝐦𝐨𝐥 ∗ 𝟎. 𝟏 𝐥 = 𝟎. 𝟎𝟏𝐦𝐨𝐥 𝐥 𝐦 𝐧= 𝐏𝐌 𝐦 = 𝐧 ∗ 𝐏𝐌 𝐦 = 𝟎. 𝟎𝟏𝐦𝐨𝐋 ∗ 𝟐𝟒𝟒. 𝟐𝟒 = 𝟐. 𝟒𝟒𝐠𝐫 Calculo del volumen necesario para preparar una solución de ácido clorhídrico0.05 N en 100 ml. 𝐧 = 𝟎. 𝟏

DATOS: V = 100 ml = 0.1 L

% = 37%

𝐠

𝐠

Þ = 1.19 𝐦𝐥 N = 0.05

PM = 36.46 𝐦𝐨𝐥

𝐞𝐪 𝐋

𝐏𝐌 𝐙

𝐏. 𝐞 =

=

𝟑𝟔.𝟒𝟔𝟖 𝟏

= 𝟑𝟔. 𝟒𝟔 𝐞𝐪 − 𝐠

ms = N * V * P.e ms = 0.05

𝐞𝐪 𝐋

∗ 𝟎. 𝟐 𝐋 ∗ 𝟑𝟔. 𝟒𝟔 𝐞𝐪 − 𝐠

ms = 0.36 g HCl

𝐦𝐭 =

%=

𝐦𝐬 ∗ 𝟏𝟎𝟎 𝐦𝐭

𝐦𝐭 =

𝐦𝐬 ∗ 𝟏𝟎𝟎 %

𝟎. 𝟑𝟔 𝐠 ∗ 𝟏𝟎𝟎 % = 𝟎. 𝟗𝟕 𝐠 (𝐇𝐂𝐥) 𝟑𝟕 %

𝐕=

𝛅=

𝐦 𝐕

𝐕=

𝐦 𝛅

𝟎. 𝟗𝟕 𝐠 𝟏. 𝟏𝟗

𝐠 𝐦𝐥

= 𝟎. 𝟖𝟐 𝐦𝐥 (𝐇𝐂𝐥)

Calculo de la masa de Na2CO3 necesaria para estandarizar el ácido clorhídrico a 0.1 N gastando n volumen de 15 ml. PM(Na2CO3) = 106

𝐏. 𝐞 =

𝐏𝐌 𝐙

=

𝟏𝟎𝟔 𝟐

= 𝟓𝟑 𝐞𝐪 − 𝐠

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m(Na2CO3) = N * V * P.e m(Na2CO3) = 𝟎. 𝟎𝟓

𝐞𝐪 𝐋

∗ 𝟎. 𝟎𝟐𝟎 𝐋 ∗ 𝟓𝟑 𝐞𝐪 − 𝐠

m(Na2CO3) = 0.053 g (Na2CO3) Calculo de la concentración real del ácido clorhídrico. DATOS: W(Na2CO3) = 0.0516 g P. e (Na2 CO3 ) = 53 eq − g V(g) (HCl) = 18.7 ml = 0.0187 L 𝐍(𝐇𝐂𝐥) = N=

𝐖 𝐏. 𝐞. ∗ 𝐕(𝐠)

𝟎.𝟎𝟓𝟏𝟔 g 53 eq−g ∗ 0.0117 L

= 0.083 N (HCl)

Cálculos de la guía n=4.84*104mol Na2CO3

𝐧=

𝐍∗𝐕∗𝐏𝐌 𝐙∗𝐏𝐌

=

𝐍∗𝐕 𝐙

=.

𝟎.𝟎𝟖𝟑𝐍∗𝟎𝟎𝟏𝟏𝟕𝐋 𝟏

𝐧𝐍𝐚𝟐 𝐂𝐎𝟑 𝐏𝐌𝐍𝐚𝟐 𝐂𝐎𝟑 𝟏𝟎𝟎 %𝐍𝐚𝟐 𝐂𝐎𝟑 = 𝐕𝟑 ∗ 𝐍𝐚 ( )∗ ∗ 𝐧𝐇𝐂𝐥 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝐦𝐦𝐮𝐞𝐭𝐫𝐚 %𝐍𝐚𝟐 𝐂𝐎𝟑 = 𝟎. 𝟎𝟏𝟏𝟕𝐋 ∗ 𝟎. 𝟎𝟖𝟑𝐍 (

𝟒. 𝟖𝟕 ∗ 𝟏𝟎−𝟒 𝐦𝐨𝐥 𝟏𝟎𝟔𝐠 𝟏𝟎𝟎 ∗ = 𝟒, 𝟐𝟏𝟐𝟔𝟏𝟓 ∗ 𝟏𝟎−𝟕 )∗ −𝟓 𝟗. 𝟕𝟏𝟏 ∗ 𝟏𝟎 𝐦𝐨𝐥 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝟎. 𝟏𝟗𝐠

6) OBSERVACIONES:  Se llegó a observar que la muestra no se disuelve por completo quedando una coloración blanco lechoso, donde también el ácido clorhídrico se disolvió 1:1 A la muestra se llegó a añadir 2gotas de naranja de metilo donde la muestra cambió de color a amarrillo-naranja claro donde se llevó a valorar con el ácido clorhídrico dándonos un color canela  En la segunda parte seguimos con la ulexcita mas cloruro de bario solo cambia el

indicador el cual es la fenolftaleína cambiando a una coloración fucsia y cuando lo valoramos con el ácido clorhídrico se convierte en un color cristalino.  Podemos ver una variación de los colores del fucsia a un cristalino del amarrillonaranja a un canela 7) CONCLUCIONES:

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 Llegamos a la conclusión como bien dice los objetivos es de determinar la alcalinidad de nuestra muestra. La Determinación de la composición alcalina de la muestra la realizamos mediante dos titulaciones.  La composición de la solución se calcula a partir de dos volúmenes relativos de ácido patrón necesarios para valorar volúmenes iguales de muestra con dos indicadores, uno que vire en medio ácido y otros que vire en medio básico.  A partir de los valores medios de V1 y V2 se puede identificar el tipo de muestra, que podrá los siguientes: Na2CO3, , Na2CO3 8) CUESTIONARIO: a) ¿En una valoración de neutralización como se puede saber a qué grado de acidez o alcalinidad de solución debe terminarse la valoración? En su cambio de color ejemplos: De naranja a rojo, de cristalino a rojo/fucsia….etc b) ¿De qué manera se sabe experimentalmente que el grado de acidez o alcalinidad de la solución que se valora ha alcanzado el valor necesario? c) ¿En la determinación de la acidez acética calcular la concentración de ácido acético y expresarle como porcentaje de acidez? 9) BIBLIOGRAFIA: Quimica Cuantitativa autor Gustavo Adolfo Ospina Gomez, John Jairo Garcia de Ossa, Pedro Nel Martinez Yepes - Página 97 Quimica Cuantitativa autorGlenn Halstead Brown, Eugene M. Sallee - Página 193 http://wwwchem.csustan.edu/chem1112/gravimetria cmp.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Valoraci%C3%B3n_%C3%A1cido-base Standard methods for the examinatión of water and waste water publicadopor la APHA.