Post on 23-Jan-2018
Unidad IIntroducción
“Ciencia interdisciplinaria que generainformación cualitativa, cuantitativa yestructural de cualquier tipo de material osistema y cuyo objetivo es obtener más cantidady calidad de información empleando cada vezmenos material, menos tiempo y menosesfuerzo , con menores riesgos y costos”.
Sánchez-Batanero, P. y Gómez del Rio, M. I., Química
Analítica General, Editorial Síntesis, Madrid, 2006.
Método Analítico
Operaciones especificas para identificar y/o determinar un analito en una determinada
muestra.
Químicos
(Clásicos)
Volumetrías
Solución de concentración conocida.
Sustancia a determinar en forma disuelta
Gravimetrías(Absoluto)
Instrumentales
(Relativos)
Eléctricos
Ópticos
Térmicos
Magnéticos
Radioquimicos…
Tomado de http://www.uv.es/baeza/metodo.html
Solvente
Soluto
H2O
Otros
No electrolito
Electrolito
¿Cómo se incorpora
el soluto en el
solvente?
n)(disolució disolvente
solutoiónConcentrac
Cantidad de soluto disuelta en una cantidad dada de disolvente o cantidad
de disolución
DiluidaConcentrada
Dilución
L
n
isoluciónlitro de d
olutomoles de sM mol
molg
g
lapeso fórmu
lutomasa de son
1
laPeso fórmuV
lutomasa de soM
Molaridad, M
Molaridad total o analítica (Formalidad): Es el número total de molesde un soluto en 1 L de solución. Es la suma de todas lasconcentraciones de todas las especies que pueden generarse a partirde ese soluto. Se representa por Ci, donde i es cualquiera de lasespecies generadas
Molaridad individual o al equilibrio. Es el número de moles de unaespecie individual en 1 L de una solución que se encuentra en elequilibrio. Se representa como [i]
Ejemplo de molaridad,
Calcule las concentraciones molares analíticas y de equilibrio del
soluto en una solución acuosa que contiene 285 mg de ácido
tricloroacético, Cl3CCOOH (163.4 g/mol), en 10 mL de solución
acuosa. El ácido se ioniza 73 % en agua
kg
n
soluciónramo de dilogki
olutomoles de sm mol
molg
g
lapeso fórmu
lutomasa de son
1
laPeso fórmukg
lutomasa de som
Molalidad, m
p. eq.: depende de la reacción química en la que participa la sustancia
Reacciones ácido-base (Neutralización)
Cantidad de sustancia (molécula, ion, par iónico) que reacciona con o suministra un
mol de iones hidrógeno (H+, protones) en la reacción.
Compuesto Peso formula Peso equivalente
HCl 36.46 36.46
CH3COOH 60.05 60.05
H2SO4 98.08 98.08/2 = 49.04
KOH 56.10 56.11
Ba(OH)2 171.36 171.36/2 = 85.68
Normalidad
L
#eq
isoluciónlitro de d
esequivalentnúmero de N
valentepeso equi
lutomasa de so#eq
Ejemplo: Normalidad
Calcular la normalidad de una disolución de H2SO4 que contiene
9.808g de ácido en 500 mL de disolución. PF H2SO4 = 98.08 g·mol-1
g04.492
g08.98
2
SOP.F HSOHp.eq. 42
42
eq2.0 g04.49
g808.9
alentepeso equiv
SOmasa HSO#eq H 42
42
N4.0 ó L
eq 4.0
L1
mL1000
mL500
eq2.0
ónL disoluci
# eqN
La normalidad también se puede expresar en miliequivalentes por litro,
L
meq400
eq1
meq1000
L
eq 4.0
Reacciones RedOx
Cantidad de sustancia que directa o indirectamente cede o consume
un mol de electrones en la reacción.
Reductor Cede (dona) electrones
Oxidante Acepta (consume) electronescidos)os o produ (consumide
ciatan susP.F. de lap. eq.
-
Ejemplo. Calcular el peso equivalente del permanganato de potasio y
del dióxido de manganeso a partir de la siguiente reacción:
(ac)HO(s)MnOO(l)He3(ac)MnO 224
Compuesto Peso formula p. eq.
KMnO4 154.04 154.04/3 = 52.68
MnO2 86.94 86.94/3= 28.98
Ejemplo. Calcular el peso equivalente del permanganato de potasio
y del manganeso a partir de la siguiente reacción:
O(l)H8(ac)Mn2CO10(ac)H16(ac)MnO2(ac)OC5 2
2
24
2
42
Compuesto Peso formula p. eq.
Mn 54.93 54.93/5=10.986
KMnO4 154.04 154.04/5 = 30.81
Ca(MnO4)2·H2O 230.97 230.97/10 = 46.19
CaC2O4 128.10 128.10/2= 64.05
CO2 43.99 43.99/1=43.99
100n disoluciómasa de la
lutomasa de so%p/p
En términos de porcentaje:
Porcentaje peso en peso (p/p),
Porcentaje peso en volumen (p/v),
Porcentaje volumen en volumen (v/v),
100ción la disoluvolumen de
lutomasa de so%p/v
100ción la disoluvolumen de
solutovolumen de%v/v
Concentración de
reactivos acuosos
comerciales.
Disoluciones de
mezclas de
líquidos puros.
Disoluciones
acuosas de
reactivos sólidos.
Porcentaje peso en peso (p/p), 1%ión g disoluc100
g soluto1
Partes por millón (ppm), 1 ppmión g disoluc000,000,1
g soluto1
ión g disoluc000,000,1
g soluto1
ción kg disolu1
ión g disoluc1000
g soluto1
mg soluto1000
ón kg soluci1
mg soluto1
ón kg soluci1
mg soluto1
ión L disoluc1
ción kg disolu1
ión L disoluc1
mg soluto1
1. Se preparó una solución disolviendo 367 mg de K3Fe(CN)6 (329.2 g/mol) en agua
hasta 750 mL. Calcúlese las ppm del anión Fe(CN)63-
.
2. Los peces necesitan al menos 4 ppm de O2 para sobrevivir ¿Cuál es la
concentración en mol/L?
3. Describa la preparación de 100 ml de HCl 6.0 M a partir de una solución
concentrada de HCl al 37 % p/p (36.5 g/mol) con densidad de 1.18 g/L
4. ¿Cuál es las masa en miligramos de soluto en a) 26 mL de sacarosa 0.25 M (342
g/mol), b) 2.82 L de 4.76 x 10-3 M H2O2, c) 656 mL de una solución que contiene 4.96
ppm de Pb(NO3)2
5. Se prepara una solución de 5.76 g de KCl.MgCl2.6H2O (277.85 g/mol) en agua
suficiente para obtener 2 L. Calcule:
a) La concentración molar analítica de KCl.MgCl2.6H2O en esta solución
b) La concentración molar de Mg2+
c) La concentración molar de Cl-
d) El porcentaje p/v de KCl.MgCl2.6H2O
Completa la siguiente tabla
Unidad de concentración Símbolo Definición
p/p
Porcentaje peso en volumen
Porcentaje volumen en volumen
M
N
Partes por millón
Disoluciones diluidas se pueden preparar a partir de disoluciones
concentradas.
Disolución
Diluida
C3 ≠ C2
Disolución
Concentrada
C1, m1
Masa
Volumen
Disolución 1 Disolución 2 Disolución 3
m2 = m3
V2 C2 = V3 C3
Alícuota
C2 = C1
m2 ≠ m1
Disolución
Concentrada
CMA, mMA
mP = mSD
VP CP = VSD CSD
CP = CMA
mP ≠ mAF
¿Cuántos mililitros de H2SO4 3.0 M se requieren para preparar 450 mL
de H2SO4 0.1 M?
mL450V
M10.0C
?V
M0.3C
2
2
1
1
2211 VCVC
M0.3
mL450 M10.0
C
VCV
1
221
mL15V1
moles en la solución diluida
4242
diluidalnso SO mol H045.0ln L so1
SO mol H10.0
ln mL so1000
lnL so1ln mL so450n
ln L so015.0SO mol H3
lnLso1SO mol H045.0 ln L so1
42
42
Volumen de disolución concentrada que contiene 0.045 mol H2SO4
¡¡ Procedimiento alternativo !!
ValoraciónTécnica analítica basada en unareacción química (reacción devaloración), mediante la cual sedetermina la cantidad de una sustancia(analito) presente en una muestra, poradición de una cantidad conocida deotra sustancia (valorante), en presenciade un sistema que permita identificar(indicador) en que momento se haconsumido la totalidad del analito poradición de la cantidad estequiométricadel valorante (punto final).
Silva M. & Barbosa J., 2001
Analito
(solución)
Indicador
Valorante
(solución)
1. Reacción estequiométrica
2. Reacción rápida
3. Reacción debe ser completa
4. Debe disponer de una solución patrón como reactivo
valorante
5. Reacción selectiva
6. Indicadores (visuales o instrumentales)
Preparación y normalización
del reactivo valorante
Valoración de disolución problema
(adición de reactivo de conc. conocida)
Detección de
punto final
(visual o instrumental)
Cálculos
Reactivo
valorante
Preparación directa
(por pesada)
Solución de
estándar primario
(material de referencia
Masa conocida)
Preparación de
solución patrón
(conc. conocida aprox.)
Normalización o
estandarización
Reactivo
valorante
Preparación de la
muestra que contiene
el analito
(Dilución o disolución)
Solución patrón
estandarizada
(conc. conocida )
Valoración
Visuales
Sustancia: participa en la reacción de valoración.
⇓ Cambio brusco
perceptible en el punto final de la valoración:
▪ Color
▪ Turbidez
▪ Precipitado
Instrumentales
Se mide magnitud físico-química (voltaje, corriente, absorción de luz) relacionada con:
▪ Analito
▪ Valorante
▪ Producto de reacción
Vira cuando una determinada magnitud (pH, potencial redox,etc.) llega al valor necesario para que esto ocurra,independientemente de que se haya alcanzado o no el punto deequivalencia.
Exactitud de resultado y calidad del análisis dependen de laselección del indicador adecuado. Punto final = Punto de equivalencia.
Error implicado en la valoración con indicadores visuales:
Error químico: punto final punto de equivalencia.
Error visual: diferente capacidad para distinguir colores. Error de indicador: indicador consume valorante en punto
final.
Valoración de blanco: Valoración de una disolución quecontiene todos los reactivos excepto el analito. El volumen devalorante consumido se debe restar del volumen consumidoal valorar la muestra problema.
p.eq. = p. final
1. Una muestra de 0.5895 g de Mg(OH)2 impuro se disuelve en 100 mL de unadisolución de HCl 0.2050 M. Entonces, el ácido en exceso necesita 19.85 mL de NaOH0.1020 M para neutralizarse. Calcule el porcentaje en masa del Mg(OH)2 de lamuestra, asuma que el hidróxido es la sustancia que reacciona con la disolución deHCl.
2. Una muestra de hidróxido de calcio sólido se agita en agua a 30ºC hasta que ladisolución contiene tanto hidróxido de calcio disuelto como es posible. Se extrae unamuestra de 100 mL de esta disolución y se titula con HBr 5·10-2 M. Se requieren 48.8mL de la disolución ácida para la neutralización.
¿Cuál es la molaridad de la disolución de hidróxido de calcio?
¿Cuántas partes por millón de calcio hay en la solución?
¿Cuál es la solubilidad de hidróxido de calcio en agua a 30ºC, en gramos dehidróxido de calcio por 100 mL de disolución?