7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
1/49
1
VOLUMETRAS
Introduccin a los mtodos
volumtricos de anlisis
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
2/49
2
OLUMETRA:todo de anlisis que consiste en la medida precisa
el olumen de un reactio en disoluci!n de concentraci!ner"ectamente conocida que reacciona estequiometricamenon el analito contenido en la muestra disuelta#os clculos son siempre estequiomtricos#
$omenclatura Reacci!n olumtrica: Reacci!n qu%mica so&re la
que se &asael mtodo#
'A(ente alorante: )ustancia en disoluci!n deconcentraci!nconocida *estndar+# )e coloca en la &ureta#',unto -inal *,#-#+ : momento en el que se isuali.ao detecta elpunto de equialencia *p#e#+ de la reacci!n
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
3/49
-undamento:1# La reacci!n olumtrica a de ser completa 3
estequio4
mtrica#2# El olumen de la disoluci!n de analito*sustancia a alorar+de&e de ser "cilmente mane5a&le #
# El alorante se adiciona pro(resiamente de"orma quesu consumo se monitori.a "cilmente#* V6c$c7Vc$8+
9
Tcnicas olumtricas
El a(ente alorante se dispone en una &uretaEl analito se dispone 5unto con el indicador en el matra.
olumtrico * Erlenme3er+#Volumetr%a directa: se usa el procedimiento conencionalVolumetr%a inersa *por retroceso+: se aade e8ceso conocido dealorante 3 se alora el e8ceso por retroceso#
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
4/49
;
error olumtrico
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
5/49
@
aracter%sticas de la reacci!n olumtrica
R + X RX
)electia
Estequiomtric
a Rpida
Cuantitativa ( se complete en un 99.9%)
,unto 0nal detecta&le
stos requisitos son comunes a cualquier mtodo qu%micoB
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
6/49
C
lasi0caci!n de las olumetr%as
1# Volumetr%as cido4&ase *protol%ticas+2# Volumetr%as de precipitaci!n# Volumetr%as RE
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
7/49
G
UNOS EJEMPLOS
HAc + OH- Ac- + H2O (Acido Base)
Mg2+ + Y4- MgY2- (precipitaci!n+
Fe2+ + Ce4+ Fe++ Ce+ ( Redo!)
Ag+ + C"- AgC"(s) ( Co#$"e!o#e%&ia)
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
8/49
H
aracter%sticas comunes de las olumetr%as
reciso disponer de estndares del a(ente alorante#
reciso disponer de un sistema indicador del punto 0nal *co o instrumental+#
ace necesario conocer la cura de aloraci!n:esentaci!n (r0ca de la ariaci!n de concentraci!nsustancia alorada *analito+ con las cantidades
ientes *olumen+ de a(ente alorante? c 7 "*+ o
aloraci!n+ 7 "*+e presentar saltos n%tidos en las pro8imidades del ,#E#ces se representa la "unci!n p 7 4lo( "rente a olumen a
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
9/49
CONCEPTO DE EQUII!RIO "CIDO#!$%E
El estudio de los e&uili'rios cido#'ase constitu(e el )undamento delas valoraciones cido#'ase o volumetr*as de neutraliacin,
CONCEPTO DE "CIDO% - !$%E%
cido Especie que puede producir un protn transformndose en una base(carcter protognico)
Especie capaz de aceptar un protn transformndose en un cido(carcter protoflico)
Base
ACIDO + H2O BAE + H!O+
P$R CON.U/$DOCIDO"BAE
E# cido $ #a base son mutuamentedependientes en este equi#ibrio%
SISTEMA CONJUGADO
BAE + H2O ACIDO + OH&
'b( cte) de basicidad
'b(OH&ACIDO
BAE'a( cte) de acidez
ACIDO'a(
H!O+BAE
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
10/49
Estos e&uili'rios NO PUEDEN D$R%E $I%$D$0ENTE1 2ara &ue la reaccin se2roduca son necesarios DO% %I%TE0$% CON.U/$DO% "CIDO#!$%E
Una RE$CCI3N "CIDO#!$%E consiste en la trans)erencia de un 2rotn de unsistema con4u5ado a otro
ACIDO*+ BAE2 BAE* + ACIDO2
/eneralmente el se5undo sistema es el disolvente ( como el ms)recuente es el a5ua6
7Cl+ 78O Cl#+ 79O+
7$c+ 78O $c#+ 79O+
78O + N79 O7#+ N7:+
E# catin H!O+
(in !i"ronio)es e# cido conu,ado de #a base H2O
E# anin OH-
(in !i"r#i"o o !i"ro#ilo)es #a base conu,ada de# cido H2O
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
11/49
%al de cido )uerte ( 'ase )uerte6 NaCl
%al de cido )uerte ( 'ase d'il6 N7:Cl
%al de cido d'il ( 'ase )uerte6 Na$c
%al de cido d'il ( 'ase d'il6 N7:$c
E4em2los6
Una ve disociada el catin o el anin de la sal 2uede reaccionar con el a5ua6
Ac ; + H2O HAc + OH ;
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
12/49
El agua tiene carcter ANFIPRTICO, puede comportarse como cido y como base
!"O#ase$rente acidos
%cido$rente a
bases
H2O + H2O H!O+ + OH-1cido * 1base *1base 2 1cido 2
Reaccin de auto2rotlisis
CTE &E A'TOPROTO(I)I) &E( A*'A
PRO&'CTO INICO &E( A*'A'3( H!O
+ OH-
El +alor de - aumentacon la T.
p'4( & #o, '4'3( *566 ) *6 &*/a 27 8C
En agua pura H!
O+ ( OH- ( 9'4
( *6 -: ;
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
13/49
Concepto y escala de p!
pH ( & #o, a H!O+ ( & #o, H!O+
pOH ( & #o, OH-
H!O+ ( *6 & pH OH- ( *6 &pOH
)/rensen 012"23
)eg4n la I'PAC
5 El p! es igual al menos logaritmo decimal de la acti+idad del prot6n7
Escala de p!
pH + pOH ( p'3
Escala de 18 unidades a "9 :C
p! disoluci6n1,;; < en !=O>
p! disoluci6n1,;; < en O!?
"CIDO NEUTRO !"%ICO
=
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
14/49
p! de +arias sustancias
#icarbonato s6dico
(ago Ontario
Orina @umana)ali+a, p! 9,?,1
A(CA(INO
%CI&O
(ec@ada de magnesia
Amoniaco
(eBa
Agua de mar
)angre @umana
Dumo de tomate
Dumo de lim6n
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
15/49
F'ERDA &E %CI&O) H #A)E)F'ERDA &E %CI&O) H #A)E)
F'ERDAF'ERDA(a $acilidad de un cido para ceder un prot6ny la de una base para aceptarlo
Cuando un cido o una 'ase se disuelve en a5ua se disocia o se ionia6
TOT$0ENTE6cidos o 'ases >UERTE%
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
16/49
Relaci6n entre ay b de un par cido?base conBugado
'a
(H!O+
HA
A&
'b(OH&HA
A&
HA+ H2O A- + H!O+
A&+ H2O HA+ OH-
'a )'b ( H!O
+
HAA
&
) OH&
HAA&
( H!O+ ) OH& ( '3
Cuanto mayor es amenor es b
Cuanto ms $uerte es un cido,
ms dbil es su base conBugada y+ice+ersa
a Jb K L pa >pb K pL
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
17/49
En el caso de un cido dipr6tico
H2O + H2A HA-
+ H!O+
HA&+ H2O H2A+ OH-'a*'b2
'32 H2O H!O+ + OH-
'a*) 'b2 ( '3
A( + H2O
A( + H!O+HA&+ H2O
HA& + OH-
'a2
'b*
'32 H2O H!O+ + OH-
'a2) 'b* ( '3
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
18/49
Reacciones redo8acuosas
$o todasson
acuosas
2Mg(s) + O2(g) 2MgO(s),os %o#os de Mg cede. 4
e"ec%&o.es a dos %o#os de o
Vo"/#e%&0a RE,O1
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
19/49
1J
Ejemplo:ompro&ar que la reacci!n de"ormaci!n de ierro: -e2OK O 2 -e
K O2es una reacci!n redo8# /ndicarlos E#O# de todos los elementos antes 3despus de la reacci!n -e2OK O 2 -e K O2
E#O#: K 2 K2 2 K; 2 Reduccin: El -e disminu3e su E#O# de
>K? a >? lue(o se reduce *cada tomo
de -e captura electrones+# Oxidacin:El aumenta su E#O# de
>K2? a >K;? lue(o se o8ida *en estecaso pasa de compartir 2e con el O acompartir los ; electrones+#
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
20/49
Es%/dio sis%e#%ico de "as &eaccio.esRE,O1
Co. i.de$e.de.cia de" #o.%a3e e!$e&i#e.%a"' c/a"/ie& &eacci5.RE,O1' es e" &es/"%ado de aco$"a& dos se#i&&eacio.es o $&ocesos
O16+ .e- REd 6
RE,2 O12+ #e-
Ce4++ 6e- Ce+
Fe2+ Fe++ 6e-
.RE,2+ #O!6 # RE,6+ . O!2 Ce4++ Fe2+ Fe++ Ce+
7La 8/e&9a de" des$"a9a#ie.%o de esos e/i"i:&ios ;ie.e dada$o& e"
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
21/49
Reaccio.es RE,O1 e. a."isis /0#ico
6 Se /sa. #/c?o $a&a $&e$a&a& #/es%&as @ a3/s%a& "os es%ados de o!idaci5. de" a.a"i%o o des%&/i& #a%&ices' e"i#i.a& i.%e&8e&e.ciase%c
2 E. ;o"/#e%&0as RE,O1Vo"/#e%&0as RE,O1
U%i"i9a. /.a &eacci5. RE,O1 e. "a /e e" age.%e ;a"o&a.%ees /. o!ida.%e (o!idi#e%&0as) a/./e e. ocasio.es $/ede
se& /.a s/s%a.cia &ed/c%o&a (&ed/c%i#e%&0as)
=.dicado&es
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
22/49
O1=,=METRAS
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
23/49
Red/c%i#e%&0as
Se /sa. #e.os 8&ec/e.%e#e.%e
Fe2+( sa" de M?o&I Fe(H4)(SO4)2*H2O)
E" ai&e o!ida "as diso"/cio.es' $o& "o /e se .ecesi%a ;a"o&a&"as 8&ec/e.%e#e.%eco. dic&o#a%oSe /%i"i9a /. #edio de s/"8K&ico 2M
Va"o&aci5. i.di&ec%a co. @od/&o (=-)
E" @od/&o .o se $/ede /sa& di&ec%a#e.%e' @a /e s/s diso"/cio.es a#a&i""as seo!ida. co. 8aci"idad a" ai&e
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
24/49
O%&as A$"icacio.esA.a"0%icas
Los age.%es &edo! se /sa. %a#:i. e. "a $&e$a&aci5. de #/es%&as( o!idacio. o &ed/cci5. de a"g/.o de s/s co#$o.e.%es)
Red/cci5. de #/es%&as
Red/c%o& de o.es
#/es%&a
#e%a" &ed/c%o&
La a#a"ga#a e;i%a e"
des$&e.di#ie.%o de H2I
Red/c%o& de Na"de.
La $&ese.cia de" cido es ese.cia"$a&a e;i%a& co.%a#i.a& "a #/es%&aco. Ag+( $&eci$i%.do"a)Es #e.os ;igo&oso /e e" de o.es
La &ed/cci5. $ei%e aseg/&a& /. s5"o es%ado #s :a3o de o!idaci5. de "a #/es%&a
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
25/49
REQUI%ITO% DE $ RE$CCI3N
P$R$ %ER U%$D$ EN AOU0ETRI$ REDOX
6) C/a.%i%a%i;a (Co.s%a.%e de e/i"i:&io a"%a)
2) Se"ec%i;a) Es%e/io#e%&ia de8i.ida
4) R$ida
) ,e%ecci5. de "a e/i;a"e.cia
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
26/49
$/ENTE% A$OR$NTE% 0$% U%$DO%
Reac%i;os o!ida.%es
#O42C&2O
Ce(SO4)4=2=O
B&O
Reac%i;os &ed/c%o&es
a2S2O=-
Fe2+
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
27/49
Ce + Fe2+
Ce + Fe4+ + +
CURA$% DE A$OR$CI3N REDOX
so"/ci5. ;a"o&a.%ede Ce4+ 6 M
2 #L de so"/ci5.8e&&osa a$&o! 4 M
E3e#$"oI Va"o&aci5. de 2 #" so"/ci5. 8e&&osa
a$&o!i#ada#e.%e 4 M co. so"/ci5. c&ica 6 Me. #edio H2SO4 6M
Reaccin de valoracin
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
28/49
CURA$ DE A$OR$CI3N REDOX
,e%ei.aci5. de"
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
29/49
E!$&esi5. ;"ida /e so"o se c/#$"e si "as co.ce.%&acio.esi.;o"/c&adas sea. e!c"/si;a#e.%eI
Caso $a&%ic/"a&
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
30/49
O%&os e3e#$"os
Es%o 3/s%i8ica /ese %&a:a3e e. diso"/ci5.cida 6 M @ #/@ di"/ida
(E de$e.de s5"o de PC&+
Q)
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
31/49
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
32/49
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
33/49
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
34/49
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
35/49
CONCLUSIONES
Las &eaccio.es &edo! so. #/@ i#$o&%a.%es e. #:i%os %a. di8e&e.ciados co#oI
6 Tec.o"5gico I $&od/cci5. de e.e&g0a e"c%&ica' e"ec%&o"isise%c
2 a%/&a"e9aI o!idacio.es @ &ed/ccio.es /e %ie.e. "/ga& e. "a a%#5s8e&a' e. "as ag/as .a%/&a"es' s0.%esis de $&od/c%os .a%/&a"es e%c
E. e" "a:o&a%o&io de a."isisI $&e$a&aci5. @ a%a/e de #/es%&as' a."isis ;o"/#%&ico' $o%e.cio#%&icoe%c
La 8oa #e3o& de es%/dia& @ sis%e#a%i9a& e" es%/dio de es%e %i$o de &eaccio.es'$asa $o& "a de8i.ici5. @ a$"icaci5. de co.ce$%os %a"es co#oI
6
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
36/49
/ntroducci!n a los mtodosolumtricos de anlisis C
/$
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
37/49
/ntroducci!n a los mtodosolumtricos de anlisis G
incoloro
INDIC$DORE% REDOX
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
38/49
INDIC$DORE% REDOX
So. de %&es %i$osI 6) ge.e&a"esI ca#:ia. de co"o& co.8oe a" $o%e.cia" de "a ce"da ($osee. $&o$iedades RE,O1)
2) es$ec08icosI &eaccio.a. de 8oa es$ec08ica co. a"g/.a
es$ecie /e i.%e&;ie.e e. "a &eacci5. RE,O1 ) $o%e.cio#%&icos (#ide. e" $o%e.cia" d/&a.%e "a ;a"o&aci5.)
Indicadores 5enerales
co"o& A co"o& B
E" ca#:io $e&ce$%i:"e%ie.e "/ga& a $a&%i&de /.a &e"acio.I
La de$e.de.cia de . es c"a&aI
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
39/49
E3e#$"os
6 Sa" 8&&ica de "a 6-6 o&%o8e.a.%&o"i.aI
2 cido di8e.i"a#i.os/"85.ico(K%i" e. "a ;a"o&aci5. de Fe co. dic&o#a%o)
;a&0a sec/e.cia"#e.%es/ co"o& co. e" $HI
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
40/49
Indicadoreses2ec*)icos
So. age.%es /0#icos /e ac%Ka. de 8oa es$ec08ica so:&e
a"g/.a es$ecie /0#ica i.;o"/c&ada e. "a &eacci5. ;o"/#%&ica
E3e#$"o E" =2es /. $&od/c%o /e a$a&ece 8&ec/e.%e#e.%e e. g&a..K#e&o de ;a"o&acio.es o!idi#%&icas @ &ed/c%i#%&icas @ /e$/ede se& de%ec%ado co. e" i.dicado& de a"#id5.
a"#id5. + =- co#$"e3o a9/"
Es%o $ei%e &ea"i9a& ;o"/#e%&0as co. @odo' $ese a s/ escaso$ode& o!ida.%e E" i.dicado& es &$ido @ se.si:"e a "a a$a&ici5.de =2 Se $/ede /sa& e" co#$"e3o (#%odo i.di&ec%o)
=2+ =- =-
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
41/49
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
42/49
/ntroducci!n a los mtodosolumtricos de anlisis ;2
Estndares o patrones
,ropiedades ideales de un estndar primario
)on materiales de elead%sima pure.a )on esta&les al aire 3 en disoluci!n $o son i(rosc!picos Relatiamente &aratos ,esos moleculares eleados )olu&les en el medio de la aloraci!n Reaccionan rpida= selectia 3 estequiomtrica4 mente con el analito o a(ente alorante
9,ocas sustancias reNnen todos esos requisitosB
E t d d i
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
43/49
/ntroducci!n a los mtodosolumtricos de anlisis ;
Estndares secundarios
uando no se encuentra un material de re"erencia
de su0ciente pure.a para alorar el analito= es precisoutili.ar como a(ente alorante un se(undo material dere"erencia# *estndar secundario+
Este se(undo material= cu3a disoluci!n no presentauna concentraci!n 05a 3 constante= precisa de unaaloraci!n con un patr!n primario *estandari.aci!n+
onclusi!n:
En todo mtodo olumtrico es posi&leencontrar el a(ente alorante ms adecuadode uno u otro tipo#
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
44/49
/ntroducci!n a los mtodosolumtricos de anlisis ;;
DI%OUCI3N P$TR3N PRI0$RIO
DI%OUCI3N P$TR3N %ECUND$RIO
To#a& /.a #asa e!ac%a#e.%e co.ocida de" so"/%o (s5"ido $a%&5. $&i#a&io) @ diso";e&"oe. /. ;o"/#e. de%ei.ado co.ocido co. e!ac%i%/d (e. /. #a%&a9 a8o&ado)
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
45/49
/ntroducci!n a los mtodosolumtricos de anlisis ;@
lculos olumtricos
)on siempre sencillos 3 requieren:
El &uen uso 3 mane5o de concentraciones anliticas El conocimiento de la estequiometr%a de la reacci!n olumtrica en la que se sustenta el mtodo#'Esta&lecer adecuados &alances de masas
-ormas a&ituales de e8presar la concentraci!n
Molaridad (rPL ppm *m(PL+ $ormalidad (rPmL pp& *Q(PL+
on uno u otro tipo de concentraciones los clculosprecisos= son simples 3 al 0nal persi(uen determinarla cantidad de analito en "unci!n del olumen de aloranteconsumido en la reacci!n olumtrica#
-actor de aloraci!n *"+
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
46/49
/ntroducci!n a los mtodosolumtricos de anlisis ;C
-actor de aloraci!n *"+
'En anlisis rutinarios olumtricos dico "actor
es importante por que permite simpli0car muco los clculos 0nales 3 "acilita un procedimiento rpido para calcularla cantidad de analito en la muestra#
'El "actor de aloraci!n esta&lece la equialencia entre el olumen de alorante consumido 3 la cantidad de sustancia que se est alorando#
La e8presi!n mas "recuente de "es:
" 7 m( analitoPmL alorante consumido
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
47/49
/ntroducci!n a los mtodosolumtricos de anlisis ;G
,rocedimiento (eneral de clculos olumtricos
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
48/49
/ntroducci!n a los mtodosolumtricos de anlisis ;H
aracter%sticas anal%ticas de los mtodos olumtricos
)electiidad: est inculada a las caracter%sticas de la reacci!n olumtrica 3 al tipo de indicador#
)ensi&ilidad: son mtodos que se usan para componentes s!lo>ma3oritarios? *142M+#
E8actitud: est inculada a las medidas de peso 3 olumen 3 al &uen uso de clculos * son &astante e8actos+#
,recisi!n: es &uena * 2I+
'Estos mtodos se requieren con "recuencia en la estandari.aci!n de patrones 3 el cali&rado de instrumentos anal%ticos#'Al(unos de ellos * mtodo de 5eldal##etc+ "orman
parte del arsenal anal%tico de mtodos propuestos por el protocolo internacional de normas de anlisis qu%mico#
Ejemplo
7/21/2019 Modulo 5. Volumetrias 1
49/49
$s AgB&$s
Ag=D
D
6 ! 6-6
2 ! 6-6
$Ag