Unidad 4: Aplicaciones de la Volumetra de Neutralizacin

Prof. Miriam Fontalvo Gmez, MSc.

Abril de 2015

Contenido

Anlisis Mezclas Alcalinas. Mtodo Warder:

1. Mtodo sobre una alcuota .

2. Mtodo sobre dos alcuotas.

Anlisis Mezclas Alcalinas. Mtodo Winkler.

Anlisis de Nitrgeno: Mtodo de Kjeldahl.

Ejercicios

Esquema experimental del mtodo Warder sobre dos alcuotas

Solucin patrn de HCl

Muestra Alcalina + FEN

Muestra Alcalina + AM

2. Mtodo sobre dos alcuotas

Dos titulaciones de la misma muestra, una con el indicador FEN y la otra con el indicador AM.

La relacin de volmenes consumidos en la titulacin con cada indicador permite identificar la muestra alcalina.

Determinar el volumen consumido por el componente y/o componentes alcalinos.

Calcular la concentracin del componente alcalino y/o componentes alcalinos.

Relacin de volmenes de VFEN y VAM

1. NaOH: VFEN= VAM

2. Na2CO3: VFEN < VAM; 2VFEN VAM

3. NaHCO3; VFEN (V=0 mL) < VAM

4. NaOH + Na2CO3; VFEN < VAM; 2VFEN > VAM

5. Na2CO3 + NaHCO3; VFEN < VAM; 2VFEN < VAM

Ejercicio de Aplicacin

Un grupo de muestras alcalinas que pueden contener NaOH, Na2CO3, NaHCO3 como componentes nicos y/o mezclas compatibles, se titul con HCl 0.1503 M. En la siguiente tabla se relacionan los volmenes de acido necesarios para la titulacin de alcuotas de 25.0 mL de cada solucin al punto final con 1) FEN y 2) AM. Con estos datos identifique la composicin de las muestras alcalinas, y calcule la molaridad.

a. NaOH

b. Carbonato + Bicarbonato

c. NaOH + Carbonato

d. Carbonato

e. Bicarbonato

Mtodo de Winkler para la mezcla NaOH y Na2CO3

Se aplica para las mezclas.

Se realiza sobre dos alcuotas.

En la primera alcuota se titula con HCl y AM como indicador. Esta es la alcalinidad total

En la segunda alcuota se precipitan los iones CO3

2 (ya sean originales o producidos por otra reaccin). Luego se adiciona un exceso de una solucin de BaCl2 para precipitar los iones CO3

2-. El NaOH es titulado con HCl hasta el punto final con FEN.

Mtodo Winkler para la mezcla Na2CO3 y NaHCO3

En una alcuota se titulan ambos componentes con HCl hasta punto final con AM.

En otra alcuota el NaHCO3 es convertido a Na2CO3 por la adicin de un volumen conocido de NaOH de concentracin conocida. Luego se adiciona un volumen de una solucin de BaCl2 para precipitar todo el CO3

2-, y el exceso de NaOH es titulado con HCl hasta el punto final con FEN.

Ejercicio

Una muestra de 0.7500 gramos formada por una mezcla de lcalis consume 35.52 mL de HCl 0.200 M en su titulacin con el indicador AM. Otra muestra idntica se trata con 25.0 mL de una solucin de NaOH 0.0810 M. Despus de aadir un volumen de BaCl2 para precipitar todo el carbonato, la muestra consume 5.40 mL del mismo acido con el indicador FEN. Calcular el porcentaje de cada componente alcalino en la muestra en forma de compuestos sdicos.

Anlisis de Nitrgeno por el Mtodo de Kjeldahl

En 1883 el investigador dans Johan Kjeldahl usaba 4 como catalizador.

En 1885 Wilforth encontr que se poda acelerar la digestin utilizando cido sulfrico y aadiendo un catalizador.

En 1889 Gunning propuso aadir sulfato de potasio que eleva el punto de ebullicin del cido sulfrico utilizado en la digestin para disminuir el tiempo de la reaccin.

En la actualidad se utiliza principalmente Sulfato de Cobre penta hidratado CuSO4.5H2O como catalizador.

Se basa en la determinacin de Nitrgeno (N) mediante titulacin de amoniaco (NH3) con un acido fuerte.

El procedimiento de conversin del N en NH3 depende del estado de oxidacin del N en el compuesto que se va analizar.

Anlisis de Protenas por el Mtodo de Kjeldahl

Se digieren las protenas y otros componentes orgnicos presentes en los alimentos con una mezcla de H2SO4 en presencia de catalizadores.

El N orgnico total se convierte mediante esta digestin en () .

La mezcla digerida se neutraliza con una base y se destila posteriormente.

El destilado se recoge en una solucin de cido brico .

Los aniones del borato as formado se titulan con HCl (o H2SO4) estandarizado para determinar el nitrgeno contenido en la muestra.

El resultado obtenido es una buena aproximacin del contenido de protena cruda ya que el N tambin proviene de componentes no proteicos.

Resumen del Mtodo de Kjeldahl Los compuestos nitrogenados son calentados con H2SO4

y K2SO4 a elevadas temperaturas en presencia de un catalizador.

Los compuestos nitrogenados, se descomponen y el nitrgeno que contienen se transforma en ().

El () contenido en la mezcla se alcaliniza fuertemente con NaOH y se calienta a ebullicin.

El que se destila se recoge en un volumen conocido de cido patrn.

Valorando por retroceso el cido en exceso con base patrn se obtiene la cantidad de .

Etapas del Mtodo de Kjeldahl

1. Digestin:

H2SO4, K2SO4.

Catalizador: oxido de cobre, mercurio, oxido mercrico, selenio y selenito de cobre.

Se realiza bajo campana, ya que se desprenden vapores de dixido y trixido de azufre.

. + + + () +

2. Destilacin:

Se deja enfriar la mezcla y se destila con un exceso de NaOH concentrado.

El matraz de Kjeldahl se conecta a un refrigerante que esta conectado a un matraz que contiene un volumen medido de cido patrn en exceso.

Se destila lo suficiente para asegurar la conversin completa del 4

+ a NH3. () + + +

+ + +

3. Valoracin:

El exceso de acido en el matraz, se titula con una base patrn.

La modificacin del mtodo en la valoracin es utilizar una solucin de acido brico.

En la destilacin el liberado se recoge sobre la solucin de cido brico en exceso cuya concentracin no es crtica, ya que lo que se valora es el anin borato con un cido patrn.

+ + +

++

el cido consumido en esta valoracin es equivalente al contenido de y al contenido de N en la muestra.

Ejercicio

1. Una muestra de leche en polvo que pesa exactamente 1.000 gramo se analiza por el mtodo de Kjeldahl. El NH3 se recoge sobre 50.0 mL de HCl 0.1220 M. El exceso de cido gast 20.70 mL de una solucin de NaOH 0.1450 M. El factor de conversin de N en protena es de 6.38. Calcular el porcentaje de protenas en la muestra.

2. Una muestra de 1.000 gramo de un fertilizante comercial se analiza por el mtodo de Kjeldahl. El NH3 se recogi sobre 100.0 mL de una solucin de acido brico al 4%, que despus consume 45.32 mL de una solucin de HCl 0.0980 M. Calcular el porcentaje de N presente en la muestra.