Guia de Laboratorio 2015-2

Qumica Analtica Instrumental II 2015-2

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE CIENCIAS

ESCUELA PROFESIONAL DE QUIMICA

GUAS DE PRCTICAS DE

QUMICA ANALTICA INSTRUMENTAL II

CHRISTIAN JACINTO H., LUCY CORIA O.

CSAR ZAVALA I.

LIMA, 2015


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PRCTICAS DE LABORATORIO DE QUMICA ANALTICA INSTRUMENTAL II

OBJETIVOS

Utilizar los mtodos potenciomtricos, voltamtricos y cromatogrficos para el anlisis qumico,

proporcionando la experiencia prctica del diseo y operacin de un instrumento real, de las

mediciones en el rango del instrumento y el anlisis de ejemplos prcticos que ilustren el valor

de la tcnica.

NORMAS

La entrada al laboratorio es con 15 minutos de tolerancia, despus de la cual ser prohibido

el ingreso al laboratorio.

Es obligatorio el uso de guardapolvos en el laboratorio y de un campo blanco en la mesa

(toalla o felpa).

Traer un cuaderno de apuntes donde se reportarn los resultados obtenidos.

No distraer o conversar con sus compaeros de mesa.

No ingerir o tomar alimentos.

Despus de cada experiencia dejar su mesa limpia y ordenada. Los materiales de vidrio

debern ser enjuagados con agua de grifo. Verificar que los equipos estn apagados y sus

respectivos recipientes limpios.

Esta prohibido salir del laboratorio en horario de prctica sin consulta al JP.

METODOLOGA:

Se entregar con anticipacin las guas de laboratorio, la cual los alumnos utilizarn para

elaborar su plan de trabajo. El Plan de Trabajo consistir en calcular la cantidad de los reactivos

para preparar las soluciones y las cantidades de estas que se usarn para el anlisis, as tambin

verificarn los materiales a utilizar. Todo esto ser evaluado en el Laboratorio por los Jefes de

Prcticas con los clculos del resultado, as tambin con un examen oral.


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SISTEMA DE CALIFICACIN:

1. Los alumnos elaborarn un informe el cual ser entregada en la siguiente sesin de

laboratorio, y recibirn los informes calificados en la siguiente sesin.

2. La nota de cada Prctica de Laboratorio comprender:

Puntualidad (-1 punto despus del tiempo de tolerancia)

Plan de trabajo (5 ptos)

Desempeo en el laboratorio (4 ptos)

Examen oral (3 ptos)

Reporte (4 ptos)

Informe escrito (4 ptos)

3. El Informe final consistir de las siguientes partes:

I. Objetivos generales y especficos

II. Marco terico

III. Parte Experimental

- Preparacin de soluciones

- Diagrama de procedimiento

- Hojas de seguridad de todos los reactivos

IV. Tabulacin de datos obtenidos y grficos

V. Clculos analticos

VI. Discusin de resultados

VII. Interpretacin de resultados

VIII. Conclusiones.

IX. Referencias bibliogrficas

X. Cuestionario - problemas

4. Las prcticas no asistidas no sern eliminadas.

5. No hay recuperacin de prcticas por faltas injustificadas.

Cuaderno de laboratorio y plan de trabajo (entrega al inicio de sesin)

Reporte de laboratorio (entrega al final de sesin)

Informe Escrito (entrega a la siguiente semana)


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PROGRAMA DE PRCTICAS

Semana Fecha Ttulo Tipo

1 24-ago-15

2 31-ago-15 Determinacin Potenciomtrica de F- con electrodo selectivo en Enjuague Bucal

Laboratorio 1

3 07-sep-15 Determinacin Potenciomtrica de Cl- con electrodo selectivo en bebidas rehidratantes

Laboratorio 2

4 14-sep-15 Determinacin Potenciomtrica de la Acidez de Bebidas Gaseosas

Laboratorio 3

5 21-sep-15 Determinacin de cido ascrbico por Voltametra Lineal

Laboratorio 4

6 28-sep-15 Prctica Calificada 1 Prctica 1

7 05-oct-15 Examen Prctico 1. Presentacin de Plan de Trabajo

Prctica 2

8 12-oct-15 EXAMEN PARCIAL

9 19-oct-15 Determinacin de Pb y Cd por Voltametra de Redisolucin Andica

Laboratorio 5

10 26-oct-15 Titulaciones Conductimtricas Laboratorio 6

11 02-nov-15 Avance de Parte Experimental

12 09-nov-15 Determinacin de Vitamina C en frutas por Titulaciones Culombimtricas

Laboratorio 7

13 16-nov-15 Determinacin de Alcoholes en bebidas alcohlicas por Cromatografa de Gases

Laboratorio 8

14 23-nov-15 Prctica Calificada 2 Prctica 3

15 30-nov-15 Examen Prctico 2. Desarrollo de la Parte Experimental (Nota 50 %)

Prctica 4

16 07-dic-15 Examen Prctico 2. Presentacin de Artculo (Nota 50 %)

17 14-dic-15 EXAMEN FINAL

Para la nota final del Examen Prctico 1 (Prctica 2), el 07.SEP deben entregar a los JP en hora

de prctica el Plan de Trabajo preliminar para su revisin. Tiene nota.

Para la nota final del Examen Prctico 2 (Prctica 4) que corresponde a la presentacin del

Examen Prctico 1 en forma de Artculo Cientfico deben entregar el 02.NOV en horas de

prctica los avances del trabajo, para que el 30.NOV presenten el artculo final y la exposicin

respectiva.


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MTODOS POTENCIOMTRICOS


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PRCTICA N1

DETERMINACIN POTENCIOMTRICA DE F- CON ELECTRODO SELECTIVO EN ENJUAGUE BUCAL

1) OBJETIVOS

Determinar la concentracin del in fluoruro en una muestra problema por curva de

calibracin con electrodo selectivo de fluoruros.

2) FUNDAMENTO TERICO

El electrodo de fluoruro (electrodo indicador) es un sensor de membrana de estado slido. La

membrana activa es un cristal nico de fluoruro de lantano, barnizado con una tierra rara para

aumentar su conductividad elctrica. Tpicamente, la solucin interna es 0.1 M tanto en NaF

como en NaCl. La actividad del ion fluoruro controla el potencial de la superficie interna de la

membrana de LaF3, y la actividad del ion cloruro fija el potencial del electrodo de referencia

interno, en forma de alambre de Ag/AgCl. Cuando el electrodo se pone en contacto con la

muestra, la superficie externa de la membrana responde a la actividad del in fluoruro en la

muestra.

La seal del electrodo indicador de fluoruro tiene una respuesta nernstiana:

Eindicador = k 59,2 log [F-]

El mtodo de adicin estndar es una tcnica tambin til para medidas potenciomtricas

cuando la fuerza inica de la solucin de la muestra es alta, o hay altos niveles de agentes

complejantes. En la presente prctica comprobaremos la respuesta del electrodo indicador de

fluoruro, y realizaremos el procedimiento de adicin estndar para determinar la

concentracin de F- en una muestra de enjuague bucal..

3) MATERIALES Y REACTIVOS

- Medidor de pH-mV digital con Electrodo selectivo para iones fluoruro

- Agitador magntico con barra de agitacin


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- 05 fiola de 100 mL de plstico

- 01 fiola de 100 mL de vidrio

- 02 fiola de 50 mL

- 01 fiola de 200 mL

- 05 Vaso de 100 mL

- 01 vaso de 250 mL

- 03 Vaso de 50 mL

- 01 pipeta volumtrica de 10 mL

- 01 pipeta volumtrica de 15 mL

- 01 probeta de 25 mL

- 01 Bagueta de vidrio

- 01 esptula de vidrio

- 01 Pipeta Pasteur con chupn.

- Solucin estndar de fluoruro 1000 ppm: preparar 100 mL en fiolas de plstico y llevar al

enrase con agua destilada.

- Solucin de citrato de sodio 0.01M: preparar 50 mL de la solucin en agua destilada.

- NaOH 5M: pesar 10 g de NaOH y disolver en agua destilada hasta 50 mL.

- Solucin buffer de alta fuerza inica (TISAB): pesar 5,8443 gramos de NaCl en una vaso de

100 mL, disolver con 30 mL de agua destilada, aadir 10 mL de citrato de sodio 0.01M y 6 mL

de cido actico glacial. Llevar el volumen a 60 mL aproximadamente con agua destilada y

llevar el pH entre 5,1 y 5,5 usando un medidor de pH recin calibrado, ajustndolo con NaOH

5M. Transferir la solucin del TISAB a una fiola de 100 mL y enrasar con agua destilada.

4) PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

4.1. Preparacin del electrodo de trabajo:

Si el electrodo indicador es el electrodo combinado selectivo para iones fluoruros marca ORION

(electrodo indicador de membrana slida y un electrodo de referencia en el interior de

Ag/AgCl), la solucin filling (de llenado del electrodo interno de referencia) es una solucin de

KCl 4M saturado con AgCl.


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La membrana del electrodo se mantiene en una solucin de NaF 0,01 M para activar la

membrana.

4.2. Clculo de la pendiente S

Para calcular el rango lineal, preparar diluciones del ion fluoruro a partir de la solucin estndar

de fluoruro de 1000 ppm (rotulada como estndar 1); para ello mida 10 mL de la solucin

estndar de fluoruro, transfiera a una fiola de 100 mL de plstico y enrase con agua destilada

(estndar 2). Luego mida 10 mL del estndar 2, transfiera a una fiola de 100 mL de plstico y

enrase con agua destilada (estndar 3). Repita el procedimiento hasta obtener 3 estndares

ms.

Medir 15 mL de TISAB, transferir a un vaso de 50 mL, aadir 15 mL del estndar diluido, agitar

e introducir el electrodo combinado selectivo para iones fluoruro y medir el potencial de la

celda (en mV). Proceder de forma anloga con los dems estndares.

Registra los potenciales obtenidos para cada estndar y construir una tabla de concentracin

(ppm F-) vs potencial (mV). Hallar el rango lineal y calcular la pendiente S obtenida de la regin

lineal obtenida.

4.3. Muestra problema:

A 50 mL de la muestra en un vaso de 100 mL proceder con el tratamiento para la medida pero

agregando volmenes variables de 1, 2, 3 y 4 del estndar de F- de 1000 ppm. Tomar lecturas.

Hallar los ppm de F en la muestra problema.


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PRCTICA N2

DETERMINACIN POTENCIOMTRICA DE Cl- CON ELECTRODO SELECTIVO EN BEBIDAS

REHIDRATANTES

1) OBJETIVO

Determinar la concentracin del in cloruro en una muestra problema por adicin estndar

con electrodo selectivo de cloruros.


El cloruro es uno de los iones ms abundante en muchas matrices de los organismos vivos.

Es el anin de mayor composicin en la sangre y en las aguas naturales, y aunque su funcin

no se conoce muy claramente, puede considerarse como el principal responsable de

mantener la fuerza inica, salinidad, conductividad, etc en los medios en que se encuentra.

Los electrodos de cloruro son tambin electrodos cristalinos selectivos a los iones cloruro.

Pueden interferir aniones monoatmicos como el Br-, I-, OH-, CN- y el S-2 pero sus respuestas

con el electrodo es menor que el in cloruro.

El mtodo de adicin estndar es una tcnica tambin til para medidas potenciomtricas

cuando la fuerza inica de la solucin de la muestra es alta, o hay altos niveles de agentes

complejantes.


Medidor de pH-mV digital

Electrodo selectivo de cloruro (ISE) y electrodo de referencia de doble unin

Agitador magntico

06 fiolas de 100 mL

01 fiolas de 50 mL

05 vasos de 100 mL

03 vasos de 50 mL

02 pipetas volumtrica de 50 mL

02 pipetas volumtrica de 10 mL

01 pipeta graduada de 1 mL


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01 probeta de 50 mL

02 baguetas de vidrio

01 esptula de vidrio

01 Pipeta Pasteur

01 Piceta

02 pinza con nuez

02 Papel filtro rpido

100 mL de disolucin estndar de cloruro 1000 ppm a partir de su sal NaCl en agua

bidestilada.

50 mL de disolucin de KNO3 1 M (ISA). Esta solucin es el ISA y la solucin de llenado del

electrodo de referencia de doble unin.


4.1 Preparacin de la celda:

El electrodo indicador de cloruro se mantienen en una solucin de NaCl 0,1 M. En el electrodo

de referencia de doble unin la solucin interna es de KCl saturado (para el ECS) o KCl 4 M

saturado con AgCl (para el electrodo de referencia de Ag/AgCl) y la solucin externa es KNO3 1

M.

4.2 Clculo de la pendiente S:

Preparar diluciones del in cloruro a partir de la solucin estndar (estndar 1); para ello mida

10 mL de la solucin estndar de cloruros, transfiera a una fiola de 100 mL y enrase con agua

destilada (estndar 2). Ahora mida 10 mL del estndar 2, transfiera a una fiola de 100 mL y

enrase con agua destilada (estndar 3). Prepare un estndar 4, 5 y 6 de manera similar.

Agregar 50 mL del estndar de cloruro (el ms diluido) a un vaso de 100 mL, agregar 0,5 mL del

ISA, introducir los electrodos y la barra de agitacin cuidando que no choquen, agitar y tomar la

lectura luego de 2 min hasta que se mantenga estable la lectura de potencial. Realizar el

mismo procedimiento con los dems estndares. Hallar el rango lineal y calcular la pendiente S

obtenida de la regin lineal obtenida.


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4.3 Adicin estndar:

Agregar 50 mL de la muestra a un vaso de 100 mL, aadir 0,5 mL de la solucin ISA y 1 mL de la

solucin de 1000 ppm de cloruros. Agitar y medir el potencial como en el caso anterior.

5) TAREA

Graficar en papel semilogartmico el potencial ledo versus la concentracin de los

estndares de cloruro. Determinar la pendiente S (mV/diez veces la concentracin de

cloruros).

Utilizar la ecuacin de adicin estndar para determinar los ppm de Cl- en la muestra dada.

Dar como respuesta el promedio de los resultados.


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PRACTICA No 3

DETERMINACIN POTENCIOMTRICA DE LA ACIDEZ DE BEBIDAS GASEOSAS

1) OBJETIVOS

Estudiar las curvas de titulacin potenciomtrica cido-base e influencia del medio en la

determinacin del punto de equivalencia.

Utilizacin de algunos mtodos para localizar el punto final de una titulacin

potenciomtrica.


Las valoraciones potenciomtricas de las reacciones cido-base se obtienen fcilmente con un

sistema de electrodos de vidrio y uno de referencia (calomel o Ag/AgCl).

En sistemas acuosos, la fuerza del cido o base debe ser ms fuerte que el agua para obtener un

punto final ntido. Cuando esto no ocurre se selecciona un solvente adecuado para adaptar la

titulacin del cido, base, o una mezcla de cidos dibsicos, proporcionando un punto final

ntido.

Para la determinacin del punto final de titulacin, una de las formas es localizar de la grfica

obtenida el punto de inflexin. Esta se obtiene de diversas formas:

a. Mtodo grfico, el ms utilizado es utilizar el mtodo del paralelogramo de la grfica

obtenida,

b. Mtodo de la primera derivada, consiste en graficar E/V vs mL del titulante cerca de la

vecindad del punto de equivalencia,

c. Mtodo de la segunda derivada, consiste en graficar E2/2V vs mL del titulante cerca de la

vecindad del punto de equivalencia, y

d. Mtodo de Gran, que es el mejor mtodo de localizacin del punto final en las valoraciones

potenciomtricas.

En la presente prctica se realizar titulaciones cido-base en medio acuoso para sistemas

monoprticos y triprticos, luego se aplicarn los mtodos grfico y de derivadas para la

determinacin del punto de equivalencia mencionados.


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pH-metro digital o potencimetro con su respectivo electrodo de vidrio (combinado)

Agitador magntico con pastilla de agitacin

04 vasos de 150 mL

01 microbureta de 10 mL

01 probeta de 100 mL

01 probeta de 50 mL

01 piceta

HCl 0,1 N, 100 mL

NaOH 0,1 N, 200 mL

NaOH 0,02 N, 100 mL

cido Actico 0,1 N, 100 mL


4.1. Calibracin de los electrodos de pH

Para las lecturas del pH con un milivoltmetro digital o potencimetro se requiere calibrar el

equipo con su respectivo electrodo. Con ayuda del Jefe de Prctica, calibrar usando como

primer buffer el de pH 7,0 medir el potencial para este buffer el cual debe marcar entre + 30 mv

luego utilizar un segundo buffer (pH 4,0 y/o 10,0) para fijar la pendiente de calibracin. La

pendiente de respuesta (slope) debe marcar entre 90 102 %.

4.2. Titulacin de cido clorhdrico con hidrxido de sodio 0,1 N

Vaciar 5 mL de HCl aproximadamente 0,1 N en un vaso de 150 mL y agregar 60 mL de agua

destilada. Colocar una barra magntica en el vaso y llevarlo a un agitador magntico.

Introducir el electrodo de vidrio para medida de pH sin que toque la barra magntica,

comenzarla agitacin y armar el sistema para la titulacin potenciomtrica. Anotar el pH de la

solucin.


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Comenzar la titulacin agregando NaOH 0,1 N (valorado) en rangos de 0,5 mL hasta obtener un

pH de 3 aproximadamente, luego agregar en rangos de 0,1 mL hasta pH 10, y finalmente en

rangos de 0,5 mL hasta pH 12. Registrar los valores obtenidos.

4.3. Titulacin de cido actico 0,1 N con NaOH 0,1 N

Vaciar en un vaso de 150 mL, 5 mL de cido actico 0,1 N y aproximadamente 60 mL de agua,

colocarlos en un agitador magntico con su respectiva pastilla de agitacin. Enjuagar bien el

electrodo y secarlo suavemente con papel de filtro. Introducirlos cuidando de que no toquen la

pastilla de agitacin y poner en funcionamiento el agitador magntico. Registrar las lecturas de

pH cuidando de agregar los rangos mas pequeos de volumen del NaOH en la vecindad de los

saltos de pH.

4.4. Determinacin de cido fosfrico en bebidas gaseosas

Desgasifique las muestras de gaseosa de cola (Pepsi-Cola o Coca-Cola), colocando 100 mL de la

muestra en bao de Mara por 20 minutos a 50 C para eliminar el dixido de carbono presente

en la misma. Valorar potenciomtricamente el H3PO4 presente en las muestras de titulando

25mL de la muestra con la solucin estandarizada de NaOH 0,02 N.

5) TAREA

a. Para la titulacin del cido clorhdrico, determinar el punto de equivalencia por: a)

Mtodo grfico; b) mtodo de la primera derivada y c) mtodo de la segunda derivada y

halle la concentracin de las soluciones tituladas.

b. Determine la constante de acidez del cido actico: i) considerando el pH en el punto de

semiequivalencia, ii) haciendo una grfica pH vs log [HAc]/[Ac-]. Considere y demuestre la

ecuacin de Hasselbach:

pK = pH + log AcHAc

Compare con los valores referenciales de la constante de acidez del cido actico.

c. Calcular la concentracin de cido fosfrico en la gaseosa utilizada hallando el punto de

equivalencia utilizando la primera derivada.


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MTODO VOLTAMPEROMTRICO


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PRACTICA No 4

DETERMINACIN DE VITAMINA C POR VOLTAMETRA LINEAL

1) OBJETIVOS

El propsito de este experimento es determinar la concentracin de cido ascrbico en

una bebida de fruta comercial, usando la tcnica del Voltametra Lineal y un mtodo de

adicin de estndar.


En la oxidacin de compuestos orgnicos, los iones hidrgeno usualmente intervienen en las

reacciones del electrodo, como por ejemplo:

RHn R + n H+ + ne

Los iones hidrgenos son componentes de las reacciones en el electrodo, la corriente que se

produce depende de la concentracin de estos. De aqu se deduce que para las oxidaciones

polarogrficas de un compuesto orgnico, se requiere un medio fuertemente tamponado para

mantener constante la concentracin de los iones hidrgeno en la superficie del electrodo, e

igual a la concentracin de los iones hidrgeno en el resto de la solucin.

El cido ascrbico para el presente experimento se oxidar en un electrodo de grafito segn:

Y la cantidad de vitamina C se determinar por el mtodo de adicin estndar.


- Patrn de cido ascrbico: Pese exactamente cerca 0.50 g de cido ascrbico puro y

transfiera a un el frasco volumtrico de 100 mL, agregue suficiente HNO3 para que la

concentracin de este cido sea 0,1 M y afore con agua.


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- Electrolito soporte: HNO3 0,1 M

- Potenciostato AUTOLAB

- Electrodo de trabajo : Grafito o Carbn Vtreo

- Electrodo de Referencia: Ag/ AgCl (KCl sat.)

- Electrodo Secundario: Pt.

4) PROCEDMIENTO EXPERIMENTAL

Diluya una cantidad conocida de jugo de fruta (50 ml) hasta 100 mL con agua, antes de aforar

agregue suficiente HNO3 para que la concentracin de este cido sea 0,1 M. (tome en cuenta

las cantidades que estn involucradas para calcular el volumen necesario de cido). Las medidas

voltamtricas de esta solucin deben hacerse durante el mismo perodo del laboratorio en que

fue preparada.

Prepare una serie de soluciones que contengan un volumen fijo de muestra de jugo (2 ml de la

solucin anteriormente preparada) con volmenes crecientes aadidos de patrn de cido

ascrbico (0, 2, 4, 6, 8 mL) agregue suficiente HNO3 para que la concentracin de este cido sea

0,1 M y afore con agua ultrapura hasta un volumen final de 25 ml.

Realice un voltagrama de barrido lineal del blanco (una solucin de HNO3 0, 1 M) en una amplia

ventana de potenciales con el fin de ubicar la ventana de trabajo. Realice un voltagrama para

cada una de las soluciones que contienen el volumen fijo de muestra de jugo y construya una

curva de adicin de estndar.

Realizar las medidas mediante voltametra de pulso diferencial para el electrolito as como para

las muestras. Construir la curva de adicin estndar con los datos obtenidos.

Condiciones de medida para la voltametra de pulso diferencial:

Velocidad de Barrido: 100mV/s

Paso de Potencial: 0.005V

Potencial de Pulso: 0.01V

Tiempo de Pulso: 25ms


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Potencial de incio: -0.2 V

Potencial final: 1.0 V

TAREA

Determine la concentracin de cido ascrbico en el jugo obtenido mediante las dos

tcnicas voltamtricas.

Indique las ventajas y desventajas de usar cada una de las siguientes voltametras:

Barrido Lineal (LSP), Pulso diferencial (DPV) y cclica (CV).


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PRCTICA No 5

DETERMINACIN DE Pb Y Cd POR VOLTAMETRA DE REDISOLUCIN ANDICA

1) OBJETIVOS

Determinacin de Cd(II) y Pb(II) por voltametra de redisolucin andica con electrodo

de pelcula de mercurio.

Verificar los bajos lmites de deteccin de las tcnicas voltamtricas de redisolucin.

2) INTRODUCCIN

La voltametra es una de las tcnica mas sensibles disponibles que se usa de manera rutinaria

para la determinacin de sustancias electroactivas en niveles de concentracin por debajo de

las partes por milln. Otra de las ventajas de las tcnica voltmetricas es la posibilidad de

determinar simultneamente varios analitos en un solo barrido.

La voltametra de redisolucin tiene el lmite de deteccin mas bajos de las tcnicas

electroanalticas comnmente usadas. Esta tcnica es una operacin que comprende dos

etapas:

La primera etapa, el analito se deposita electroliticamente sobre o dentro de la superficie

de un electrodo, que consiste tpicamente en una pelcula fina o gota de mercurio.

Hg2+ + 2 e- Hg

Cd2+ + Hg + 2 e- Hg(Cd)

La siguiente etapa se realiza una etapa inversa, o de redisolucin, en la cual el analito

depositado se retira del electrodo.

Cd Cd2+ + 2 e-

En los mtodos de redisolucin andica (ASV), el microelectrodo se comporta como un ctodo

durante la etapa de depositacin y como un nodo durante la etapa de redisolucin en la que el

analito es reoxidado a su forma original.


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En la presente prctica se trazar la curva de calibracin de Cd(II) mediante la medida de altura

del pico de redisolucin obtenido para cada elemento, y se determinar el lmite de deteccin

para cada uno.


Potenciostato con sistema de tres electrodos

Electrodo de carbn vtreo, electrodo de Pt de aguja y electrodo de calomel saturado.

Agitador magntico

Celda - baln de 4 bocas

02 fiolas de 1 L

03 fiolas de 100 mL

02 vasos de 50 mL

Solucin estndar de Cadmio 100 ppm, preparar 200 mL del estndar a partir de la sal

respectiva.

Solucin estndar de Plomo 100 ppm, preparar 200 mL del estndar a partir de la sal

respectiva.

Solucin electroltica, pesar 5,0555 g de KNO3, mezclar con 0,0171 g de Hg(NO3)2.H2O y

disolver con agua destilada hasta 500 mL.

Solucin diluida de Pb y Cd de 10 ppm: preparar 100 mL de la solucin estndar de 100

ppm.

4) PROCEDMIENTO EXPERIMENTAL

4.1. Preparacin de la celda y los electrodos

Instalar los respectivos electrodos: el electrodo de carbn vtreo es el de trabajo, el electrodo

de calomel es el de referencia y el electrodo de grafito es el auxiliar.

4.3. Anlisis voltmetrico

Agregar 0,5 mL de la solucin diluida de Cd (II) a la celda y 50 ml de la solucin electroltica.

Agitar y burbujear nitrgeno por 5 minutos. Empezar la deposicin por 3 minutos a 1,2 V,


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detener la agitacin y empezar el tiempo de reposo por 10 segundos. Durante el tiempo de

reposo preparar las condiciones para el barrido andico registrando la intensidad de corriente

como respuesta al potencial aplicado.

Realizar las medidas voltamtricas (DPV) de acuerdo a los siguientes parmetros:

Potencial de acondicionamiento: -0.25 V

Tiempo de acondicionamiento: 10.0 s

Potencial de deposicin: -1.2 V

Tiempo de deposicin: 120 s

Tiempo de equilibrio: 10.0 s

Potencial de inicio: -1.0 V

Potencial final: -0.4 V

Paso de potencial: 0.005 V

Potencial de pulso: 0.02 V

Velocidad de barrido: 50mV/s

Tiempo de Pulso: 25.0 ms

Realizar el mismo procedimiento para otras concentraciones de Pb(II) y Cd(II) tomando 1,0 y 2,0

mL de las soluciones diluidas de Cd (II).

TAREA

a. En una hoja de clculo graficar corriente (A) vs potencial (Voltios vs ECS) para cada una de

las concentraciones de Cd y Pb preparada.

b. Calcular las alturas y las reas de los picos de redisolucin y construir una curva de

calibracin altura (mm) vs ppm de cadmio/plomo y rea vs ppm de cadmio/plomo.


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MTODO CONDUCTIMTRICO


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PRACTICA No 6

TITULACIONES CONDUCTIMTRICAS

1) OBJETIVOS

Realizar algunas titulaciones conductimtricas cido-base y de sales poco disociables.

Determinar por titulacin conductimtrica la concentracin de cido actico en

vinagre.


Uno de los mtodos ms antiguos y en cierta forma ms simple es la medicin de la

conductancia electroltica. Los iones del electrolito transportan carga (conducen corriente) a

travs del seno de la solucin. La conductancia electroltica es una medida de la aptitud de una

solucin para transportar una corriente elctrica. La unidad estndar de la Conductancia es la

Conductividad Especfica (k), que se define con la recproca de la resistividad especfica. La

conductancia (G) observada de una solucin depende inversamente de la distancia d entre los

electrodos y directamente de su rea A:

Conductancia = G = 1

R =

Ak

d =

k

(S/cm)

La relacin (d/A) se denomina Constante de Celda y se simboliza por .

La conductancia equivalente (se relaciona con la conductividad especfica (k) y la normalidad

del electrolito de la siguiente manera:

= 1000k

N

A una dilucin infinita, tericamente los iones son independientes uno del otro, y cada uno

contribuye con su parte de conductividad. As la conductancia a dilucin infinita ( ) viene

dada por:


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Donde y

son las conductividades equivalente inicas de los cationes y aniones

respectivamente a dilucin infinita. El valor de la conductividad especfica k de soluciones

diluidas, se calcula mediante:

1

1000i ik C

En la presente prctica estudiaremos el comportamiento de la conductividad de una mezcla de

cidos cuando se le titula con una base fuerte, aplicacin para el anlisis de cido actico en

vinagre y titulacin de un electrolito dbil.


Conductmetro ORION, con su respectiva Celda conductimtrica.

Agitador magntico con su respectiva pastilla de agitacin.

01 vaso de 400 mL

02 vasos largos de 150 mL

02 vasos de 50 mL

02 fiolas de 250 mL

02 fiolas de 100 mL

01 microbureta 10 mL

01 pipeta volumtrica de 5 mL



01 pipeta graduada de 10 mL


01 bagueta

01 piceta de 500 mL

Soporte y pinza para bureta

Solucin de cido actico 0.2 M: preparar 100 mL.

Solucin de cido actico 0.02 M: preparar 100 mL por dilucin.


Pg. 24

Solucin de cido clorhdrico 0,15 M: preparar 100 mL.

Solucin de cido clorhdrico 0,015 M: preparar 100 mL por dilucin.

Solucin de HgCl2 0,05 M: preparar 100 mL a partir de la sal respectiva.

Solucin de KCN 0,1 M: preparar 100 mL a partir de la sal respectiva

Solucin de HCl 0,05 M: prepara 100 mL.

KCI P.A.


4.1. Determinacin de la Constante de Celda

Pesar 0,7419 gramos de KCI y disolver a 100 mL con agua bidestilada. Transferir a un vaso de

150 mL y sumergir la celda conductimtrica, llevar la solucin a la temperatura de 18 C.

Graduar la constante de celda para que la conductancia de esta solucin sea 0,01117 S/cm.

Anotar la constante de celda.

4.2. Titulacin de una mezcla de cido actico y cido clorhdrico

Medir con pipetas volumtricas, 25 mL de solucin de cido actico 0.02N y 10 mL de solucin

de cido clorhdrico 0.015N y descargarlos en un vaso de 150 mL. Aadir 70 mL de agua

destilada e introducir la celda conductimtrica. Colocar en un agitador magntico y titular

conductimtricamente aadiendo la solucin de NaOH 0.1N contenida en la microbureta de 0.5

en 0.5 hasta 7 mL y de 1 en 1mL hasta 15 mL. Anotar las lecturas de conductividad para cada

agregado de titulante.

4.3. Titulacin de Hg (II) con KCN 0,1 M

Agregar 10 mL de HgCl2 0,05 M a un vaso de titulacin conductimtrica y agregar 100 mL de

agua destilada. Colocar el vaso en un agitador magntico y titular conductimtricamentes con

KCN 0,1 M de 1 mL en 1 mL hasta 20 mL.

4.4. Titulacin de Hg (II) con KCN 0,1 M, con agregado de HCl

Medir 10 mL de HgCl2 0,05 M y vaciarlo a un vaso de titulacin conductimtrica, agregar 3 mL

de HCl 0,05 M y 100 mL de agua destilada. Realizar la titulacin conductimtrica como en el


Pg. 25

procedimiento anterior con KCN 0,1 M de 1 mL en 1 mL hasta que haya cambio de pendiente, a

partir de ah de 0,5 en 0,5 mL hasta 20 mL.

5) TAREA

a. Graficar la conductancia especifica k vs el volumen del titulante agregado

b. Determinar la concentracin de cada una de las especies tituladas.


Pg. 26

MTODOS CULOMBIMTRICOS


Pg. 27

PRACTICA No 7

DETERMINACIN DE VITAMINA C EN FRUTAS POR TITULACIONES CULOMBIMTRICAS

1) OBJETIVOS

Determinar la concentracin de cido ascrbico en jugos de frutas mediante valoracin

culombimtrica.


La culombimetra es un mtodo electroqumico en la cual la corriente pasa a travs de la clula

electroqumica. En un anlisis culombimtrico la cantidad absoluta de analito se determina

aplicando la ley de Faraday:

qQ

eF

Donde eq son los equivalentes de la especie electrolizada, Q la cantidad de carga en C, y F es el

Faraday que equivale a 96 485 C/eq. La carga total durante la electrolisis viene dada por:

Q = I x te

Donde I es la corriente en Ampere, y te es el tiempo de electrlisis en segundos.

En la culombimetra la electrlisis se utiliza para generar electrolticamente un valorante, que

reaccione cuantitativamente con el analito. La deteccin del punto final de titulacin se puede

utilizar mtodos instrumentales o indicadores visuales. En la presente prctica se determinar

la concentracin de cido ascrbico por titulacin culombimtrica, se usa KI como mediador y el

I2 electrogenerado como agente valorante. El punto final de la valoracin redox culombimtrica

se determina por potenciometra.


Pg. 28


Equipo mv-pH digital con electrodo combinado de platino ORION

Equipo Potenciostato-Galvanostato

Agitador magntico con su respetiva pastilla de agitacin

02 electrodos de platino, uno laminar y otro espiral

01 cronmetro

01 vaso de 250 mL

03 vasos de 50 mL

01 fiola de 100 mL

01 fiolas de 25 mL

01 fiola de 250 mL

01 fiola de 50 mL


01 pipetas volumtricas de 1 mL

01 pipetas volumtricas de 20 mL

01 pipeta automtica 10 100 L

01 esptula

02 baguetas

01 piceta de 500 mL

Solucin buffer cido actico/acetato de sodio: (CH3COOH / CH3COONa) (0.1 M / 0.1 M),

250 mL

Solucin de cido ascrbico (C6H8O6 / 0.1M), 100 mL

Solucin de almidn 2%, 25 mL, para todos los grupos


4.1. Eficiencia de la electrlisis

Colocar en el vaso de 250 mL, 200 mL de la solucin de buffer, 1 mL de la solucin de almidn al

2%, 3,4 g de KI y 0,50 mL de estndar de cido ascrbico, colocando luego la pastilla de

agitacin.


Pg. 29

Se introducen los electrodos de platino en el vaso de 400 mL, el electrodo de platino espiral va

al terminal positivo (es el nodo) y el electrodo de platino laminar va conectado al terminal

negativo (es el ctodo) del galvanostato (ver grfico adjunto). Con ayuda del jefe de prctica

realiza las conexiones respectivas de los electrodos a la fuente.

Se ajusta la corriente a 20 mA y se inicia la valoracin tomando el tiempo con ayuda de un

cronometro, la solucin se mantiene con agitacin magntica durante la electrlisis, cuando la

toda la solucin se torne de claro violeta se para la electrlisis. Hacer el procedimiento por

duplicado y hallar la eficiencia de la electrlisis.

4.2. Determinacin de Vitamina C en jugo de Naranja

Colocar una cantidad adecuada de jugo de naranja en el vaso de 250 mL y seguir el mismo

procedimiento para el caso del cido ascrbico, tomando en cuenta que el tiempo de

electrlisis no debe ser muy corto ni muy extenso (rango de 1 a 5 min por ejemplo).

5) TAREA

a. Hallar la eficiencia de la electrlisis.

b. Determinar la concentracin de cido ascrbico en la muestra.


Pg. 30

MTODO CROMATOGRFICO


Pg. 31

PRACTICA No 8

DETERMINACIN n-HEPTANO E ISOCTANO EN GASOLINA POR CROMATOGRAFA DE GASES

1) OBJETIVOS

Determinar la pureza de n-heptano e isooctano (2,2,4-trimetilpentano) usando los

factores de respuesta con y sin patrn interno de la gasolina.


En cromatografa de gases los componentes de una muestra vaporizada se separan como

consecuencia de que se reparten entre una fase gaseosa y una fase estacionaria contenida en

una columna. Al efectuar una separacin cromatogrfica de gases, la muestra se vaporiza (en

caso de lquido voltil) y se inyecta en la cabeza de una columna cromatogrfica. La elucin se

lleva a cabo mediante el flujo de una fase mvil de gas inerte o gas portador. A diferencia de la

mayora de los otros tipos de cromatografa, la fase mvil no interacta con las molculas del

analito; su nica funcin es transportar este ltimo a travs de la columna. Como gas portador

se utiliza mayormente helio. La resolucin cromatogrfica se mide por la capacidad de resolver

2 picos contiguos.

Se debe tener en cuenta que esta tcnica es aplicable a:

1. Gases, lquidos y slidos disueltos.

2. Materiales orgnicos e inorgnicos voltiles.

3. Materiales con pesos moleculares desde 2 a 500 UMA.

La gasolina natural, corte de bajo punto de ebullicin, aproximadamente entre unos 35oC y 170

oC se encuentra asociada a los gases que van a recuperacin, o tambin puede provenir de la

estabilizacin del petrleo. En este ltimo caso debe a su vez ser estabilizada para colocar su

presin de vapor en trminos seguros para almacenaje y transporte.

En la tabla 1 muestra el informe de un anlisis por cromatografa de gases de una gasolina

natural. Corresponde aclarar que 4 cifras significativas resultan del clculo no de la precisin


Pg. 32

del mtodo. La ASTM le asigna valores distintos a la repetibilidad del mtodo (mismo operador

mismo aparato), estando en la segunda cifra decimal para bajos pesos moleculares y bajas

concentraciones. En altas concentraciones y pesos moleculares la repetibilidad afecta en una

unidad la ltima cifra entera y la primer decimal. Es de destacar que no siempre se siguen

mtodos estndar, por ser la cromatografa un mtodo analtico corriente en la actualidad,

siendo prctica habitual tomar dos cifras decimales en los informes. Al leer un informe se

deber corroborar que la concentracin se encuentre en % en volumen, dado que se suele

informar % en moles, que es el real resultado de las reas y su suma.

Puede observarse de los datos de la tabla 1 que la suma de C5+ C6+ C7+ llega al 63%, con un

20% de parafina, resultando una carga interesante para una unidad de isomerizacin.

Tabla 1. Informe de cromatografa de una gasolina natural


Metanol al 99.8% grado HPLC.

Etanol al 99.9%grado HPLC.

Acetato de etilo al 99.8% grado HPLC.

1-butanol al 99.8% grado HPLC.

Observacin: Debern utilizarse nicamente reactivos de una pureza superior al 97% con

certificado de pureza, libres de otros congneres voltiles en la dilucin de ensayo.


Pg. 33

3.1. MATERIALES Y EQUIPOS COMPLEMENTARIOS

Cromatgrafo de gases marca varian modelo 450GC.

01 columna supelcowax T10 de polietilenglicol de 30mx0.53mm, y 1 m de espesor de

fase.

Balanza analtica.

01 micropipeta de 1000 L.

01 micropipeta de 100 L.

01 jeringa de 10 L para liquidos.

05 fiolas de 10mL.

5 viales de 2mL.

01 vaso de 10mL.

01 sobre de tisue.


4.1 ESTUDIOS DEL EFECTO DE LAS VARIABLES CROMATOGRAFICAS SOBRE LA SEPARACIN

En una fiola de 10mL se adiciona 100L de cada reactivo siendo estos el acetato de etilo,

metanol, 1-butanol (patrn interno) enrasado con etanol luego se empleara las condiciones

cromatografas indicadas en la tabla 1.0.

Tabla 1.0 condiciones instrumentales para la separacin de alcoholes.

Condiciones Flujo de carrier (mL/min)

Split Tempertura de inyector (C)

Temperatura del horno (C)

A 2 1:5 100 70

B 2 1:10 100 70

C

3 1:20 200 70oC hasta 100oC (durante 4 min) a

20oC/min

D 4 1:40 200 60C durante 3min.

hasta 110C (durante 3min.) a 10C/min.

4.2 PREPARACIN Y CONSERVACIN DE LAS SOLUCIONES PATRN

Se prepara una solucin de etanol al 40%(v/v) en una fiola de 100mL enrasado con agua

destilada y mezclar bien. luego se prepara y se conserva las soluciones patrn a una

temperatura inferior a 5oC.


Pg. 34

a. Solucin patrn A: En una fiola de 10mL adicionar 6mL de etanol y luego 300L de metanol

al ltimo enrasar con solucin de etanol. Anotar el peso de la fiola vaca y despus de la

adicin de metanol, as como el peso final total.

b. Solucin patrn B: En una fiola de 10mL adicionar 8mL de solucin de etanol y luego 300L

de 1-butanol (patrn interno), enrasar con solucin de etanol. Anotar el peso de la fiola

vaca y despus de la adicin de 1-butanol, as como el peso final total.

c. Solucin patrn C: Pipetear 100L de la solucin patrn A y 100L de la solucin patrn B

en una fiola de 10mL que contenga 8mL de solucin de etanol, enrasar con solucin de

etanol y mezclar cuidadosamente. Anotar el peso de la fiola vaca y despus de la adicin

de la solucin A y B, as como el peso final total.

d. Solucin patrn D: Para mantener la continuidad analtica, preparar un patrn control de

calidad utilizando el patrn A ya preparado. Pipetear 100L de solucin patrn A en una

fiola de 10mL que contenga aproximadamente 8mL de solucin de etanol enrasar con

solucin de etanol y mezclar cuidadosamente. Anotar el peso de la fiola y despus de la

adicin de la solucin A, as como el peso final total.

e. Solucin patrn E: Pipetear 1mL de la solucin patrn B en una fiola de 10mL que contenga

8mL de solucin de etanol, enrasar con solucin de etanol y mezclar cuidadosamente.

Anotar el peso de la fiola vaca y despus de la adicin de la solucin B, as como el peso

final total.

4.3 SOLUCIONES PATRON (LINEALIDAD DE LA RESPUESTA DEL FID)

En una serie de fiolas de 10mL que contenga aproximadamente 8mL de etanol, pipetear 0,

100L, 500L, 1.0 y 2.0 mL de solucin A y 100L de solucin B, enrasar con solucin de etanol

y mezclar cuidadosamente. Anotar el peso de la fiola vaca y despus de la adicin de cada

componente, as como el peso final total.

4.4 SOLUCION PATRON DE CONTROL DE CALIDAD (CC)

Pipetear ___ de solucin patrn __ y __ de solucin patrn ___ en una fiola mayor o igual 10mL

y mezclar cuidadosamente. Anotar el peso de la fiola vaca y despus de la adicin de cada

componente, as como el peso final total.


Pg. 35

4.5 METODO CROMATOGRFICO:

INYECTOR SPLIT: ___ /1 TEMPERATURA: ____ OC

HORNO

FLUJO PRESION : TEMPERATURA:

DETECTOR

TEMPERATURA:

FLUJO

AIR:

H2:

He:

4.6 MUESTREO

Pesar una fiola debidamente tapado, y anotar su peso. Pipetear __ de la muestra en la fiola y

anotar su peso, aadir __ de la solucin patrn __ y anotar su peso. La muestra deber

almacenarse a una temperatura inferior a 5oC antes de su anlisis para reducir al mximo las

prdidas de sustancias voltiles.

4.7 ENSAYO EN BLANCO

Pesar una fiola y anotar el peso. Pipetear __ de solucin de etanol en una fiola y anotar el peso.

Aadir __ de la solucin patrn __y anotar el peso. Refrigerar a menos de 5oC antes de su

anlisis.

4.8 CALIBRACION

Comprobar que la respuesta es lineal analizando sucesivamente por triplicado cada una de las

soluciones patrn de linealidad que contienen el patrn interno (PI). Apartir de las reas,

calcular para cada inyeccin la relacin R de cada congnere, y trazar la curva de R frente a la

proporcin de la concentracin de congnere respecto a la del patrn interno (PI), C. Deber

obtenerse un grafica lineal, con un coeficiente de correlacin de por los menos ___.

PIdelpicodelarea

congneredelpicodelareaR

........

........

)/.(....

)/.(....

ggPIdelinConcentrac

ggcongneredelinConcentracC

Area metanol V.min)

Area 1-butanol V.min)

Masa Metanol

(g)

Masa 1-butanol

(g)

R C


Pg. 36

4.9 CALCULO

Factor de respuesta: A partir del cromatograma de l inyeccin de solucin patrn C, calcular los

factores de respuesta.

)/.(..

)/(..

........

........

ggPIcon

ggcongenereConcx

congneredelpicodelarea

PIdelpicodelareaFR

Anlisis de las muestras: Calcular la concentracin de cada uno de los congneres en las

muestras.

xFRggPIConcgM

gMx

PIdelpicodelarea

congneredelpicodelareaggcongenereslosdeionconcentrac

muestra

PI )/(..)(

)(

........

........)/(...

Anlisis de la solucin patrn de control de calidad: Calcular el porcentaje de recuperacin del

valor objetivo para cada uno de los congneres contenidos en los patrones de control de

calidad.

100...........

.............%. x

DsolucionlaenanalitodelinConcentrac

CCdepatronelenanalitodelinConcentracmuestraladeonrecuperaci

4. TAREA

a. Explica que relacin existe en cromatografa de gases entre los tiempos de retencin

de los compuestos a separar, y su estructura y masa molecular. Con ayuda de los

datos de temperatura de ebullicin de bibliografa, explica a que compuesto

corresponderan los distintos picos encontrados en los cromatogramas obtenidos

con las condiciones A-D. En caso de duda para algn compuesto, cmo podra

establecerse su identidad?

b. Apartir de los cromatogramas obtenidos de la tabla 1.0, explique el efecto que

sobre la separacin y deteccin de los compuestos ensayados tienen las siguientes

Congnere FR

Congnere concentracin

Congnere % recuperacin de la muestra


Pg. 37

variables: flujo de la fase mvil, temperatura del inyector, relacin de divisin en el

inyector, temperatura de separacin. Justifica en cada caso el comportamiento

observado.

c. Qu ventajas puede tener en cromatografa de gases el empleo de un patrn

interno, y qu caractersticas debe reunir.

d. A partir de los cromatogramas obtenidos, indica las impurezas presentes en la

muestra de pisco Queirolo.


Pg. 0

RELLENAR LAS PARTES DEL CROMATOGRAFO

DE GASES

A

B

C

D

E

F

G 1.

2.

3.

H 1.

2.

3.

4.

I


Pg. 0

Guia de Laboratorio 2015-2

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