UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS(Universidad del Per, Decana de Amrica)

FACULTAD DE QUMICA E INGENIERA QUMICAEAP. INGENIERA QUMICADEPARTAMENTO ACADMICO DE QUMICA ANALTICA E INSTRUMENTAL

Laboratorio de Anlisis Instrumental

Tcnicas ElectromtricasAnlisis Potenciomtrico con Electrodo de Pt (Inerte)Prctica N 8 Profesora:lvarez Bautista, Jenny

Alumnos:

Abad Castillo, Willis11070194 Curi Aguado, Nilton Jess12070144 MinayaCcaihuare, Paolo12070152 Nuez Aguilar, Giussepe12070154 Ramrez Arce, Mary12070198 Salas Pastor, Mario12070047 Valverde Armas, Andres12070170

Fecha de Entrega del Informe:30-10-2014

Turno: Sbado 1-5pm

LIMA-PER2014-II

TABLA DE CONTENIDO

I. Fundamentos Tericos

II. Descripcin de la tcnica empleada

III. Instrumentos o aparatos usados

IV. Tabulacin de datos y resultados

V. Clculos

VI. Grficos

VII. Discusin del mtodo usado

VIII. Discusin de Resultados

IX. Conclusiones

X. Recomendaciones

XI. Bibliografa

XII. ApndiceI. FUNDAMENTO DEL MTODO DE ANLISISEl mtodo de titulacin potenciomtrica es un mtodo basado en el cambio gradual delpotencial establecido entre dos electrodos sumergidos en una solucin, a la que adiciona un titulante de concentracin conocida, esta reacciona con la primera reduciendo su concentracin y sufre una brusca variacin en presencia de una ligero exceso de la solucin titulante, permitiendo por medio de esta rpida variacin de potencial, el punto de equivalencia.

VENTAJAS DEL MTODO

Es aplicable el mtodo, con ventaja, sobre el mtodo volumtrico clsico en:1. Identificacin de impurezas en la muestra por titulacin volumtrica.2. Normalizacin de:a. Soluciones coloreadas.b. Soluciones que no admiten la aplicacin de indicadores de coloracin.c. Soluciones no acuosas.3. Tiene mayor precisin y sensibilidad.4. Admite la posibilidad de titular varias sustancias sucesivamente de las contenidas en la misma solucin.

Solucin de K2Cr2O7II. DESCRIPCIN DE LA TCNICA EMPLEADAPOTENCIOMETRAEl objetivo de una medicin potenciomtrica es obtener informacin acerca de la composicin de una disolucin mediante el potencial que aparece entre dos electrodos. La medicion del potencial se determina bajo condiciones reversibles, en forma termodinmica, y esto implica que se debe dejar pasar el tiempo suficiente para llegar al equilibrio, extrayendo la mnima cantidad de intensidad, para no influir sobre el equilibrio que se establece entre la membrana y la disolucin muestra.Para obtener mediciones analticas validas en potenciometra, uno de los electrodos deber ser de potencial constante y que no sufra cambios entre uno y otro experimento. El electrodo que cumple esta condicin se conoce como electrodo de referencia. Debido a la estabilidad del electrodo de referencia, cualquier cambio en el potencial del sistema se deber a la contribucin del otro electrodo, llamado electrodo indicador o de trabajo.El potencial registrado es en realidad la suma de todos los potenciales individuales, con su signo correspondiente, producidos por los electrodos indicadores y referencia.

Electrodos Indicadores:El potencial del electrodo indicador debe estar relacionado por la ecuacin de Nerst, con la concentracin de la especie qumica que se determina.Debe responder en lo posible de modo rpido y reproducible a las variaciones de laconcentracin de la solucin que se mide.Debe tener una forma fsica que permita hacer mediciones con comodidad.

Electrodos de Referencia:Es un electrodo cuyo potencial se mantiene constante durante la medida potenciomtrica o durante todo el proceso de medida.Son aquellos que miden el mismo potencial cualquiera que sea la naturaleza de la disolucin en que se introduzcan y por tanto dan una referencia a la medida del electrodo indicador. Estn constituidos por un conductor metlico en contacto con una sal poco soluble de su metal, y una disolucin de composicin constante y alta concentracin llamado electrolito de referencia.El electrolito de referencia contacta con la disolucin a analizar a travs del diafragma que es una pared porosa que permite una unin liquida. La unin liquida permite un pequeo y constante flujo del electrolito de referencia a la muestra.Donde se encuentran este electrolito y la disolucin de anlisis, aparece un potencial de unin liquida que debe su origen a las diferentes movilidades de los aniones y cationes.Los electrodos de referencia empleados son un nmero limitado. Se han seleccionado de acuerdo a la comodidad, preparacin y mantenimiento. Adems han de ser sencillos y sus componentes no deben tener cambios significativos cuando pasen de una concentracin a otra durante el proceso de medida.Los tres ms importantes: El electrodo normal de hidrogeno, electrodo de calomel saturado y el electrodo de Ag-AgCl.

Electrodo de Ag-AgCl.

III. REACCIONES QUMICAS IMPORTANTES

IV. DESCRIPCIN DETALLADA DE LOS INSTRUMENTOSMateriales:Bureta.Balanza analtica.Vasos.Probeta de 50 mL.Agitador magntico.Reactivos:Soluciones de K2Cr2O70.1 N H2SO4 concentradoH2SO4 2 NSal de Mohr de Fe(NH4)2(SO4)2.6H2OIndicador de difenilamina 1 %.Agua destiladaInstrumento:Potencimetro Beckman 300Electrodo mixto de Pt, Ag/AgCl.

V. CLCULOS DETALLADOS. TABLA DE RESULTADOS Y TRATAMIENTO ESTADSTICO NORMALIDAD DEL K2Cr2O7La solucin se prepar pesando 1,2536g deK2Cr2O7(PM= 294,18g/mol) diluyendo a un volumen de 250mL de agua y teniendo en cuenta la siguiente reaccin:

Veamos:

EJEMPLO DE CLCULOS PARA LAS GRFICAS

E vs V: Para esta grfica no se realiza clculo alguno solo se toma algunos de los puntos de los datos para agilizar el diagrama y con estos puntosse calcula los otrosvalores para las grficas de primera y segunda derivada. (Primera derivada):

(Segunda derivada):

ESTANDARIZACIN DEL K2Cr2O7 CON SAL DE MOHR

Para conocer la concentracin exacta de K2Cr2O7 calculamos el volumen gastado de ste para neutralizar 0.5933g aproximadamente de sal de MOHR (Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O)Para la sal de Mohr solo el Fe reacciona oxidndose:

.(*)

*La estandarizacin se realiz potenciomtricamente y se emple 0.5933g de la sal de Mohr

*El volumen equivalente medio lo hallamos del promedio de los volmenes equivalentes obtenidos por las tres grficas (normal, 1eraderivada,2daderivada). Veamos:

Para la Primera corrida:Grafica N1: Veq(normal) = 15,3mLGrafica N2: Veq(1era derivada) = 15,3mLGrafica N3: Veq(2da derivada) = 15,3mL

En (*):

Para la Segunda corrida:Grafica N7: Veq(normal) = 14,9mLGrafica N8: Veq(1era derivada) = 15,2mLGrafica N9: Veq(2da derivada) = 15,0mL

En (*):

Tomando el promedio de ambas concentraciones tenemos:

DETERMINACIN DE Fe EN JARABE

Para la Primera corrida:Grafica N4: Veq(normal) = 10,5mLGrafica N5: Veq(1era derivada) = 10,2mLGrafica N6: Veq(2da derivada) = 10,1mL

En (*):

Para la Segunda corrida:Grafica N10: Veq(normal) = 10,5mLGrafica N11 Veq(1era derivada) = 10,7mLGrafica N12: Veq(2da derivada) = 10,6mL

En (*):

CALCULAMOS LA MEDIA, DESVIACIN ESTNDAR Y COEFICIENTE DE VARIACIN

CALCULAMOS LA CONCENTRACIN DEL Fe en g. Fe/ 5ml Fe:

TABLA DE RESULTADOS : 1era CORRIDA2da CORRIDA

Eequivalente (estndar)

Vequivalente(estndar)

Eequivalente (muestra)

Vequivalente(muestra)PROMEDIO

CONCENTRACIN K2Cr2O7

EQUIVALENTES DE Fe

TABLAS PARA GRAFICARESTANDARIZACION DEL DICROMATO CON SAL DE MOHR

2 DERIVADA1 DERIVADANORMAL

Volumen de K2Cr2O7 (mL)E (mV)E (mV)V1 (mL)V2 (mL)2E/V2

0.0321.0321.0---

1.0377.7377.70.00--

2.0394.1394.10.001.000-40.30

3.0411.0411.00.002.0000.50

4.0417.6417.60.003.000-10.30

5.0427.5427.50.004.0003.30

6.0432.3432.30.005.000-5.10

7.0444.4444.40.006.0007.30

8.0449.6449.60.007.000-6.90

9.0453.8453.80.008.000-1.00

10.0460.4460.40.009.0002.40

11.0468.7468.70.0010.0001.70

12.0481.5481.50.0011.0004.50

13.0493.2493.20.0012.000-1.10

14.0505.5505.50.0013.0000.60

14.2510.4510.40.0013.80020.33

14.4516.3516.30.0014.20025.00

14.7528.0528.00.0014.42538.00

15.0544.3544.30.0014.70051.11

15.2570.1570.10.0014.975298.67

15.4637.5637.50.0015.2001040.00

15.7658.7658.70.0015.425-1065.33

16.1666.7666.70.0015.725-144.76

16.5678.8678.80.0016.10025.62

17.0685.8685.80.0016.525-36.11

17.5694.5694.50.0017.0006.80

18.0696.0696.00.0017.500-28.80

18.5701.3701.30.0018.00015.20

DETERMINACION DE HIERRO EN JARABE

1 DERIVADA2 DERIVADANORMAL1era CORRIDA

Volumen de K2Cr2O7 (mL)E (mV)V1 (mL)E/VV2 (mL)2E/V2

0.0346.9----

1.0378.5362.700.0--

2.0393.6386.050.01.000-16.50

3.0405.6399.600.02.000-3.10

4.0415.3410.450.03.000-2.30

5.0419.5417.400.04.000-5.50

6.0425.7422.600.05.0002.00

7.0434.5430.100.06.0002.60

8.0436.2435.350.07.000-7.10

9.0441.5438.850.08.0003.60

9.5444.0442.750.08.875-0.40

9.7445.3444.650.09.4254.29

10.0446.7446.000.09.725-7.33

10.2450.6448.650.09.97559.33

10.4452.7451.650.010.200-45.00

10.6453.2452.950.010.400-40.00

10.8453.4453.300.010.600-7.50

11.0454.0453.700.010.80010.00

11.2455.5454.750.011.00022.50

11.4456.8456.150.011.200-5.00

11.6458.0457.400.011.400-2.50

11.8459.0458.500.011.600-5.00

12.0460.2459.600.011.8005.00

12.5462.5461.350.012.075-4.00

13.0463.3462.900.012.500-6.00

14.0470.2466.750.013.1257.07

ESTANDARIZACION DEL DICROMATO CON SAL DE MOHRVolumen de K2Cr2O7 (mL)E (mV)E (mV)V1 (mL)V2 (mL)2E/V2

0,0356,0----

1,0385,929,900,50--

2,0401,415,501,501,000-14,40

3,0413,912,502,502,000-3,00

4,0421,67,703,503,000-4,80

5,0429,47,804,504,0000,10

6,0437,07,605,505,000-0,20

7,0445,08,006,506,0000,40

8,0451,46,407,507,000-1,60

9,0459,37,908,508,0001,50

10,0466,06,709,509,000-1,20

11,0477,111,1010,5010,0004,40

12,0486,49,3011,5011,000-1,80

13,0501,815,4012,5012,0006,10

14,0532,230,4013,5013,00015,00

15,0602,770,5014,5014,00040,10

15,3665,4209,0015,1514,825213,08

15,6667,15,6715,4515,300-677,78

15,8675,542,0015,7015,575145,33

16,0677,811,5015,9015,800-152,50

16,2679,16,5016,1016,000-25,00

16,4683,019,5016,3016,20065,00

16,6686,115,5016,5016,400-20,00

16,8689,617,5016,7016,60010,00

17,0694,625,0016,9016,80037,50

17,2694,0-3,0017,1017,000-140,00

17,6701,518,7517,4017,25072,50

17,8703,18,0017,7017,550-35,83

18,0704,04,5017,9017,800-17,50

18,2704,63,0018,1018,000-7,50

18,4705,44,0018,3018,2005,00

18,6710,324,5018,5018,400102,50

18,8711,45,5018,7018,600-95,00

19,0715,319,5018,9018,80070,00

2 DERIVADA1 DERIVADANORMALDETERMINACION DE HIERRO EN JARABE

NORMAL1 DERIVADA2 DERIVADA1era CORRIDA

Volumen de K2Cr2O7 (mL)E (mV)V1 (mL)E/VV2 (mL)2E/V2

0,0332,0----

1,0375,30,5043,3--

2,0393,31,5018,01,000-25,30

3,0405,32,5012,02,000-6,00

4,0417,43,5012,13,0000,10

5,0421,44,504,04,000-8,10

5,5426,65,2510,44,8758,53

6,0430,05,756,85,500-7,20

6,5432,06,254,06,000-5,60

7,0435,16,756,26,5004,40

7,5435,47,250,67,000-11,20

8,1438,87,805,77,5259,21

8,5443,88,3012,58,05013,67

9,0444,88,752,08,525-23,33

9,5447,79,255,89,0007,60

10,0449,49,753,49,500-4,80

10,2449,910,102,59,925-2,57

10,4450,710,304,010,2007,50

10,6451,710,505,010,4005,00

10,8455,310,7018,010,60065,00

11,0456,910,908,010,800-50,00

11,2457,711,104,011,000-20,00

11,5458,011,351,011,225-12,00

11,7460,011,6010,011,47536,00

12,0461,511,855,011,725-20,00

VI. GRFICOS DEL EXPERIMENTO GRUPO N1ESTANDARIZACIN DEL DICROMATO DE POTASIO ( 0.1 N)

NORMAL

1 Derivada

2 Derivada

MUESTRA DE JARABE : (1 Corrida)

NORMAL

1 Derivada

2 Derivada

GRUPO N2ESTANDARIZACIN DEL DICROMATO DE POTASIO ( 0.1 N)v

NORMAL

1 Derivada

2 Derivada

MUESTRA DE JARABE : (2 Corrida)

NORMAL

1 Derivada

2 Derivada

VII. DISCUSIN DEL MTODO EMPLEADOLos resultados que se han obtenido se dan gracias a un aumento grande delPotencial en el punto de equivalencia, esta transicin se puede justificar por la ley cuantitativa de Nerst que aplicndola a esta reaccin dice que el potencial de este sistema ser directamente proporcional a la concentracin de cromato e inversamente proporcional a la concentracin del Fe2+. Por lo tanto lo que ocurre es que antes del punto de equivalencia hay una disminucin de la concentracin del Fe+2 lo que provoca un aumento ligero del potencial, pero no tan pronunciado como el que se da en el punto de equivalencia en el que el exceso de cromato aumentara grandemente el potencial.

VIII. DISCUSIN DE RESULTADOS OBTENIDOSSe observa a partir de las grficas obtenidas que en la estandarizacin del dicromato se obtiene una buena tendencia de los puntos y tanto en la grfica normal, primera y segunda derivada, se logra conseguir el mismo volumen equivalente (o un buen acercamiento entre estos 3).Esto difiere un poco en la muestra para la determinacin de hierro puesto que los puntos obtenidos alcanzan un pequeo salto de la curva para la grfica normal an as desviando algunos puntos, esto podra explicarse a partir de un mal manejo del volumen valorante o por la presencia de algn interferente que no permite obtener lo que se desea en la prctica, sin embargo al observar las grficas de la primera y segunda derivada, se logra conseguir el volumen equivalente muy cercano al volumen equivalente terico, esto podra resultar debido a que este tipo de grficas ajustan los datos de manera ms eficiente y brindan automticamente lo que se desea obtener en esta prctica realizada.Adems para las grficas solo se tomaron algunos de los punto, no porque algunos de estos estuvieran mal, fuera de la tendencia, se hizo esto para agilizar el dibujo de estas y tambin los clculos para que los resultados fueran ptimos.

IX. CONCLUSIONES Se utilizan los mtodos potenciomtricos para medir la concentracin de sustancias en disolucin. No se mide el potencial de la reaccin redox de manera directa, se mide la suma del potencial de la reaccin con la de un electrodo de referencia (Ag/AgCl). El potencial vara en condiciones diferentes, se debe efectuar en condiciones termodinmicas adecuadas y se relaciona con la ecuacin de Nerst.

X. RECOMENDACIONES Lavar o limpiar el electrodo con agua destilada para as evitar la contaminacin de la solucin anterior. A pesar de que el instrumento varia rpido y constantemente el potencial en funcin de la concentracin del analito es preferible esperar unos segundos hasta que la lectura se estabilice sobre todo al estar muy cerca del volumen terico o punto de equivalencia.

XI. BIBLIOGRAFATextos: Skoog D. West D. - Analisis Instrumental - Edit. Mc. Graw Hill Mexico 1992 Vogel. Quimicaanalitia cualitativa. Editorial Schaewtrz. Gua de laboratorio de anlisis instrumental. Universidad Nacional Mayor de San Marcos. Facultad de qumica e ingeniera qumica. 2014 Robinson Kenneth A., Judith F. Robinson Anlisis Instrumental Pearson Education S.A. Madrid 2001Internet: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/ApuntesA_18914.pdf http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9todo_electroanal%C3%ADtico

XII. ANEXOS POTENCIMETROS ROTATIVOS DE 16 MM SIMPLES Y DOBLES Estos potencimetros rotativos compactos de 16 mm de dimetro se fabrican en una amplia gama de variantes que incluyen:

-Ejes de dimetro 4 y 6mm lisos, fresados o estriados.- Modelos simples con o sin interruptor- Modelos dobles sin interruptor.- Relacin Lineal (B) o Logartmica (A).- Terminales para cable o circuito impreso en disposiciones Horizontal, Vertical y Vertical Inverso.- Bajo ruido y suave deslizamiento gracias al acabado de las pistas conductivas.- Amplio rango de valores normales, desde 500 ohms hasta 5 Mohms.

Resultan, por lo tanto ideales para su utilizacin en productos electrnicos que requieran resistencias variables de ajuste de pequeas dimensiones, suave manejo y elevada confiabilidad, esto ltimo logrado gracias a la calidad de los materiales empleados y precisos mtodos de produccin y control.