cátedra de química analítica i · requisitos para el desarrollo de los tp cada alumno deberá...

Cátedra de

Química Analítica I

Trabajos Prácticos

Material disponible

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http://www. fbcb.unl.edu.ar/catedras/analítica

Requisitos para el desarrollo de los TP

Cada alumno deberá disponer de guardapolvo y 1 cuaderno, y asistir al laboratorio con cabello

recogido y calzado cerrado. Los alumnos formarán comisiones de 2 personas. Cada comisión

deberá contar con propipeta, trapo rejilla y 1 rollo de papel absorbente. Además, cada grupo de TP

deberá traer 1 rollo de cinta de papel para rotular el material.

NIVEL 3

2019

Química Analítica I, FBCB, UNL Trabajos Prácticos

Introducción

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INTRODUCCIÓN

Normas generales de seguridad en el laboratorio ................................................... 3

I.I. Recomendaciones generales referidas al laboratorio ........................................... 3

I.II. Recomendaciones generales de seguridad y orden personal .............................. 3

Primeros auxilios y procedimientos de emergencia ................................................ 4

I.III. Salpicaduras y derrames de productos químicos ................................................. 4

I.III.I. Si ocurre una salpicadura en los ojos .................................................................................... 4

I.III.II. Si ocurre una salpicadura o derrame en la ropa o la piel ....................................................... 4

Material del laboratorio analítico ................................................................................ 5

I.IV. Mediciones de masa ................................................................................................ 5

I.IV.I. Balanzas analíticas ................................................................................................................. 5

I.IV.II. Procedimiento para la medición de masa .............................................................................. 5

I.IV.II.I. Consideraciones para la correcta medición de masa: ................................................... 5

I.V. Medición de volumen de líquidos ........................................................................... 6

I.V.I. Material de vidrio para la medición de volumen ..................................................................... 6

I.V.I.I. Clasificación .................................................................................................................... 6

I.V.I.II. Temperatura de referencia ............................................................................................. 6

I.V.I.III. Límite de error o tolerancia ............................................................................................. 6

I.V.I.IV. Tiempo de espera y de escurrimiento ............................................................................ 7

I.V.I.V. Codificación impresa en materiales volumétricos .......................................................... 7

I.V.I.VI. Ejemplos ......................................................................................................................... 7

I.V.I.VI.I. Matraz aforado ........................................................................................................... 7

I.V.I.VI.II. Probeta graduada ....................................................................................................... 8

I.V.I.VI.III. Pipetas aforadas ......................................................................................................... 8

I.V.II. Material para la medición de volumen .................................................................................... 8

I.V.II.I. Medición confiable y exacta de volumen ........................................................................ 8

I.V.II.I.I. Pipetas ........................................................................................................................ 8

I.V.II.I.II. Matraces aforados ...................................................................................................... 9

I.V.II.I.III. Buretas ....................................................................................................................... 9

I.V.II.I.IV. Dispensadores con frascos botellas ......................................................................... 10

I.V.II.II. Otros materiales para medida de volúmenes ............................................................... 10

I.V.II.II.I. Pipetas graduadas .................................................................................................... 10

I.V.II.II.II. Probetas graduadas ................................................................................................. 10

I.V.II.III. Consideraciones para la lectura de volumen ............................................................... 11


Introducción

2

I.VI. Lavado de material de laboratorio ........................................................................ 11

I.VI.I. Detergentes .......................................................................................................................... 11

I.VI.II. Agentes secuestrantes ......................................................................................................... 12

I.VI.III. Mezcla sulfocrómica ............................................................................................................. 12

I.VI.IV. Solventes orgánicos y soluciones hidroalcohólicas ............................................................. 12

I.VI.V. Agua regia ............................................................................................................................ 12

I.VI.VI. Hipoclorito de sodio 10% ...................................................................................................... 12

I.VI.VII. Secado del material .............................................................................................................. 13

Productos y/o reactivos químicos ........................................................................... 14

I.VII. Conceptos generales ............................................................................................. 14

I.VIII. Normas y códigos de calidad ................................................................................ 14

I.IX. Clasificación según su calidad ............................................................................. 15

I.X. Manipulación de productos y reactivos químicos ............................................... 15

I.X.I. Nivel de peligrosidad o riesgo .............................................................................................. 15

I.X.II. Estabilidad ............................................................................................................................ 16

I.X.III. Conservación y almacenamiento ......................................................................................... 16

I.XI. Etiquetado de productos y reactivos químicos ................................................... 17

I.XI.I. Ejemplos de etiquetas que siguen el sistema SGA .............................................................. 17


Introducción: Normas generales

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Normas generales de seguridad en el laboratorio

I.I. RECOMENDACIONES GENERALES REFERIDAS AL LABORATORIO

Para el ingreso y la permanencia en el laboratorio es indispensable usar guardapolvo o chaqueta de laboratorio, guantes y antiparras, vestir calzado cerrado y cómodo, no utilizar ninguna indumentaria por arriba del guardapolvo, tener el cabello recogido en caso de llevarlo largo, y evitar el uso de pulseras, mangas y bufandas.

Está prohibido correr y obstruir los lugares de paso en el laboratorio. No abrir ni cerrar las puertas violentamente. Trabajar y circular en calma en todo momento. No hacer bromas, distraer o interrumpir a las personas que estén realizando trabajo en el laboratorio.

Está prohibido comer, beber y fumar en el laboratorio.

No utilizar dispositivos electrónicos durante el trabajo de laboratorio (celular, tablets, computadoras portátiles).

Reconocer las ubicaciones de los elementos de seguridad: salidas de emergencia, lavaojos y ducha de emergencia, extintor de incendios, botiquín, planos de evacuación, teléfonos y números de emergencia.

Mantener siempre el orden de las zonas de trabajo y con un alto nivel de limpieza.

Está prohibido guardar bebidas y alimentos en las heladeras de los laboratorios.

Mantener siempre cerradas las puertas de los armarios donde se colocan los reactivos.

No realizar experimentos que no hayan sido previamente autorizados o programados por los docentes a cargo.

No manipular solventes inflamables cerca de fuentes de calor.

Apagar luces, campana y mecheros antes de abandonar el laboratorio. Asegurar el orden antes de cerrar el laboratorio.

I.II. RECOMENDACIONES GENERALES DE SEGURIDAD Y ORDEN PERSONAL

Leer y analizar la Ficha de Datos de Seguridad (FDS o MSDS, de sus siglas en ingles Material safety data sheet) de cada reactivo y/o sustancia antes de su uso.

Manipular sustancias tóxicas, fumantes y/o inflamables bajo campana de extracción.

Utilizar siempre propipetas y/o pipetas automáticas para la succión de líquidos. NUNCA utilizar la boca para succionar reactivos o soluciones de trabajo.

Utilizar elementos de seguridad para manipular material que haya sido calentado: pinzas o guantes aptos para alta temperatura.

En caso de percibir olores, nunca acercar la nariz directamente a un recipiente; utilizar la mano para acercar hacia su nariz los vapores del recipiente.

Mantener la higiene de sus manos en todo momento. Lavárselas luego de la manipulación de sustancias peligrosas.

Todo derrame de cualquier producto químico debe ser neutralizado correctamente y ser limpiado inmediatamente.

Evitar la formación de aerosoles en todos los procesos técnicos.

En caso de accidentes, cortes o quemaduras, debe comunicarlo inmediatamente a los docentes a cargo.

Rotular inmediatamente cualquier solución preparada para el análisis. Todos los recipientes deben estar perfectamente identificados. Ante la duda de cualquier reactivo, deberá ser descartado.

Cerrar correctamente todos los recipientes que contengan tapa luego de su uso.

Manipular todos los recipientes con precaución. Nunca tomar un recipiente por su cuello o tapa. Sostenerlos y manipularlos con ambas manos desde su cuerpo.

La prevención de accidentes es responsabilidad de todos los que trabajan en el laboratorio y, por

lo tanto, es necesaria la cooperación activa de cada uno.


Introducción: Material de laboratorio

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Primeros auxilios y procedimientos de emergencia

I.III. SALPICADURAS Y DERRAMES DE PRODUCTOS QUÍMICOS

I.III.I. SI OCURRE UNA SALPICADURA EN LOS OJOS

1. Hacer fluir agua potable de una fuente inmediatamente en el ojo por al menos 15 minutos. No

intentar neutralizar el líquido con ningún agente. USAR SOLO AGUA.

2. Utilizar el dedo pulgar e índice para mantener los párpados fuera del ojo, mover los ojos

continuamente hacia arriba y abajo y hacia los lados para que el agua fluya atrás de los

párpados y atrás del ojo.

3. Siempre que sea posible, utilizar una fuente de lavaojos. De lo contrario, la persona lesionada

debe ser colocada sobre sus espaldas y se debe hacer fluir agua suavemente a través de las

esquinas de los ojos por al menos 15 minutos.

4. Luego de haber brindado los primeros auxilio, comunicarse inmediatamente a un personal de

salud o cuerpo médico.

I.III.II. SI OCURRE UNA SALPICADURA O DERRAME EN LA ROPA O LA PIEL

1. Para pequeños derrames, lavar inmediatamente la zona afectada con agua potable continua

por al menos 15 minutos.

2. Para grandes derrames, utilizar inmediatamente la ducha de seguridad: colocarse

directamente debajo de la caída de agua y remover toda la ropa contaminada mientras se

mantiene debajo de la ducha abierta.

3. Evitar contaminarse los ojos al quitarse las prendas contaminadas.

4. Lavar todas las zonas afectadas con abundante agua por al menos 15 minutos, a temperatura

ambiente.

5. Luego de haber brindado los primeros auxilios, comunicarse inmediatamente a un personal

de salud o cuerpo médico.

Números de teléfono de emergencia

Atención médica de urgencia COBEM: 103 UNISEM: 107

Derrames, fugas de productos químicos o incendios

Bomberos: 100 Policía: 911



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Material del laboratorio analítico

I.IV. MEDICIONES DE MASA

I.IV.I. BALANZAS ANALÍTICAS

Las balanzas analíticas son instrumentos muy delicados que deben ser manipulados con extremo cuidado. Deben mantenerse siempre limpias y cerradas, en un lugares libres de corrientes de aire.

Las balanzas que pueden encontrarse en un laboratorio analítico se clasifican según su capacidad en:

Macrobalanzas: son las balanzas más comúnmente presentes en los laboratorios analíticos y

tienen una capacidad máxima que oscila entre 160 g y 200 g, con una precisión de 0.1 mg.

Balanzas semimicroanalíticas: tienen una carga máxima de 10 g a 30 g con una precisión de

0.01 mg.

Balanzas microanalíticas: tienen una capacidad de 1 g a 3 g, con una precisión de 0.001 mg.

I.IV.II. PROCEDIMIENTO PARA LA MEDICIÓN DE MASA

Las sustancias o drogas sólidas a pesar no deben ser colocadas directamente sobre el platillo de la balanza. Para ello se utilizan pesasustancias que pueden ser de diferentes tipos:

Pesafiltros: son recipientes de vidrio que poseen una tapa esmerilada y que se utilizan para pesar drogas altamente higroscópicas o que presenten cierta peligrosidad para el operario.

Embudos de pesaje: son recipientes de vidrio o plástico que poseen un vástago y que se utilizan para pesar todo tipo de sustancias. El vástago facilita trasvasar cuantitativamente la masa medida a un recipiente para su posterior disolución.

Otros: vidrio de reloj, capsulas, crisoles. Los recipientes a utilizar para la medición de masa deben estar perfectamente limpios y secos. Los

resistentes a temperatura se secan y conservan en estufa y para utilizarlos se deben dejar estabilizar hasta llegar a temperatura ambiente en condiciones libre de humedad. Por esto, al retirarlos de la estufa se utilizan desecadores, que son recipientes de vidrio o plástico con tapa que contienen un agente desecante que permite la reducción de humedad en su interior para evitar la fijación de humedad en el material a desecar. También se utilizan para almacenar drogas higroscópicas o sustancias que deban estar en ambiente libre de humedad. Algunos desecadores permiten trabajar en condiciones de vacío conectados a una bomba de vacío.

Los recipientes utilizados para la medición de masa no deben ser nunca manipulados directamente con la mano a fin de evitar la posible transferencia de cantidades detectables de agua o materia grasa desde la piel al recipiente. Para evitarlo se utilizan guantes, pinzas, dedales de gamuza o tiras de papel.

I.IV.II.I. Consideraciones para la correcta medición de masa

Medición de masa de una DROGA SÓLIDA: para la medición de masa de una droga sólida es importante trabajar en un ambiente libre de humedad, para evitar errores en la lectura. Por lo tanto, el pesasustancia se debe acondicionar previamente en un ambiente seco. Para asegurar un ambiente libre de humedad en todo el proceso de medición, momentos antes de utilizar la balanza se coloca un agente desecante en su interior, que no esté en contacto con el plato de medición, y se mantiene cerrada el mayor tiempo posible. Es importante que la medición de masa se realice en un tiempo relativamente corto a fin de evitar el ingreso de humedad al desecador y a la balanza.

Medición de masa de un LÍQUIDO: a diferencia de lo mencionado para una droga sólida, la balanza debe encontrarse en un ambiente saturado de humedad, a fin de evitar errores por evaporación. Por lo tanto, momentos antes de la medición se coloca un recipiente con agua en el interior de la balanza, que no esté en contacto con el platillo de medición, a fin de saturar de humedad su interior. Los recipientes a utilizar para las mediciones deben estar en las mismas condiciones que los mencionados anteriormente: limpios, secos y libres de humedad.



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I.V. MEDICIÓN DE VOLUMEN DE LÍQUIDOS

I.V.I. MATERIAL DE VIDRIO PARA LA MEDICIÓN DE VOLUMEN

I.V.I.I. Clasificación

El material de laboratorio para medición de volumen se distingue según el número de marcas indicadoras de volumen que contiene:

Aforados: el material presenta una o dos marcas indicadoras (aforo) de volumen y puede leerse solo un volumen fijo establecido; por ejemplo: pipetas aforadas de simple y doble aforo, matraz aforado de 100.0 mL.

Graduados: el material presenta varias marcas indicadoras de volumen y permite la medición de un volumen variable entre un máximo y un mínimo; por ejemplo: pipetas graduadas, buretas, probetas graduadas.

Cada material de vidrio es ajustado al volumen correcto y calibrado por su fabricante de manera individual y siguiendo normas específicas. Dependiendo de la manera en que se realizó el ajuste de volumen y su calibración, los materiales se clasifican como:

Para contener (TC: “To Contain”): el volumen del líquido contenido en el recipiente es exactamente la cantidad indicada mediante una marca que presenta el material en su exterior. Ejemplos: matraz aforado, probetas graduadas y pipetas capilares;

Para dispensar (TD: “To Deliver”): la cantidad de líquido vertida corresponde exactamente al volumen indicado mediante una marca que presenta el material en su exterior. La cantidad de líquido que permanece adherida a la pared del material es considerado al realizar la calibración. Ejemplos: pipeta graduada, bureta.

Según la Organización Internacional de Estandarizaciones (ISO) los materiales TC son designados como “In”, en referencia al volumen contenido en el interior del material y los TD son indicados como “Ex” en referencia al volumen extraído o dispensado. La denominación del material puede estar marcada en el recipiente, indicándose además la temperatura a la cual se ha realizado la calibración (TC 20ºC o In 20ºC).

Además, los materiales volumétricos se puede clasificar como:

Clase A: material volumétrico para trabajos de alta precisión. Los materiales TD pueden presentar la designación adicional ‘S’ que significa de vaciado rápido.

Clase B: material volumétrico para análisis que acepten menor grado de precisión.

I.V.I.II. Temperatura de referencia

La temperatura de referencia normalizada, generalmente 20ºC, es la temperatura a la cual el instrumento debe contener o dispensar el volumen nominal indicado. En caso de que la calibración o la medición de volumen se realicen a temperatura diferente, los valores medidos deberán ser corregidos. Sin embargo, dado el bajo coeficiente de dilatación del vidrio, en la práctica la temperatura tiene baja relevancia ya que las desviaciones en la medición causada por la dilatación del volumen de los instrumentos de vidrio es despreciable en relación al límite de error establecido. El anexo I contiene los valores tabulados para la corrección del volumen en relación a la temperatura.

I.V.I.III. Límite de error o tolerancia

El límite de error o tolerancia es un valor establecido por las normas oficiales e indica la desviación máxima permitida por el instrumento con respecto a su valor nominal. Estos valores son especificados para el material de vidrio calibrado y dependerá de la clase a la que pertenezca. Los materiales clase A y clase AS presentan el mismo límite de error y siempre deberán tener indicado el tiempo de espera. Los de clase B tienen un error aproximadamente dos veces mayor a los materiales de clase A.



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I.V.I.IV. Tiempo de espera y de escurrimiento

Para el material de vidrio volumétrico TD o Ex, el volumen dispensado es siempre menor al volumen contenido debido a la humectación de la superficie interior, por lo que una parte de líquido quedará retenida en las paredes del material. La proporción de volumen retenido dependerá del tiempo de escurrimiento, el cual es considerado durante la calibración del material. El tiempo de escurrimiento es el periodo de tiempo necesario para el descenso del líquido por efecto de la gravedad desde el aforo superior hasta el inferior. Este tiempo debe tener contemplado, además, el tiempo de espera. El tiempo de espera es el tiempo que debe esperarse desde el momento en el cual el menisco permanece quieto a la altura de la marca de volumen inferior o bien de la punta del instrumento una vez vertido el líquido. En el tiempo de espera se escurren restos de líquido retenido en la pared del instrumento.

I.V.I.V. Codificación impresa en materiales volumétricos

Todo material de vidrio tiene impresa en su cuerpo la información específica que refiere a su fabricación y calidad. La información codificada que debe estar indicada en cada instrumento es:

Marca: refiere al fabricante

Volumen nominal: volumen máximo capaz de ser medido por el instrumento

Unidad de medición: en mL o cm3

Temperatura de referencia: generalmente, 20 ºC

Tipo de calibración: TD o TC (Ex o In)

Clase: A, AS, B

Tiempo de espera: indicado como, por ejemplo, “Ex + 5s” Adicionalmente, pueden estar impresos los siguientes datos:

Límite de error: tolerancia

Norma: código que especifica los requerimientos metrológicos y de construcción del material.

I.V.I.VI. Ejemplos

Ejemplos de codificación impresa encontrada en el material de vidrio disponible en nuestro laboratorio

I.V.I.VI.I. MATRAZ AFORADO



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I.V.I.VI.II. PROBETA GRADUADA

I.V.I.VI.III. PIPETAS AFORADAS

I.V.II. MATERIAL PARA LA MEDICIÓN DE VOLUMEN

I.V.II.I. Medición confiable y exacta de volumen

La medición confiable y exacta de volumen se realiza utilizando tres herramientas básicas: pipetas, matraces aforados y buretas.

I.V.II.I.I. PIPETAS

Permiten la transferencia de volúmenes medidos exactos entre recipientes. Las más comúnmente utilizadas son:

Pipeta aforada de simple y doble aforo: (TD o Ex) transfieren un único volumen y se pueden encontrar de diversos volúmenes fijos (desde 0.5 mL a 100 mL). Para las de simple aforo, se debe dispensar el total del volumen medido y el líquido que queda remanente en la punta de la pipeta no debe ser expulsado. Para las de doble aforo se dispensa un volumen parcial, es decir, el contenido entre la marca superior e inferior de la pipeta, sin expulsar el volumen que queda por debajo de la marca inferior.



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Micropipetas de vidrio con y sin constricción o pipetas Ostwald-Folin: (TD o TC – Ex o In) transfieren un volumen fijo en cantidades de microlitros. Presentan un aforo indicador de volumen. Estas pipetas son identificadas como “blow-out” debido a que se debe dispensar el total del volumen medido, expulsando por soplado el líquido que queda retenido en la punta.

Pipetas automáticas de interface de aire de volumen fijo: se utilizan para transferir líquidos acuosos en el rango de microlitros y mililitros. Utiliza puntas desechables de plástico. Su funcionamiento se basa en el principio de cámara de aire: al desplazar el embolo en el vástago de la pipeta, se genera un vacío o sobrepresión parcial sobre el vástago generando la succión y expulsión, respectivamente, del líquido que queda separado del émbolo mediante una cámara de aire. En ningún momento se produce contacto del instrumento con el líquido.

Pipetas automáticas de interface de aire de volumen variable: iguales a las anteriores pero su volumen puede ser regulado entre un mínimo y un máximo.

Pipetas automáticas de interface de aire multicanal: iguales a las anteriores (de volumen fijo o variable) que permite realizar

varias tomas de volumen simultáneamente.

Pipetas de desplazamiento directo o capilar: (TC o In) a diferencia de las anteriores, se utilizan para transferir líquidos de alta y baja densidad, espumosos o de alta presión de vapor. Utilizan capilares de vidrio no desechables y son de alta precisión. Su funcionamiento se basa en el contacto directo del émbolo con el líquido, permitiendo expulsar todo el líquido y minimizar el líquido que queda retenido en las paredes.

I.V.II.I.II. MATRACES AFORADOS

Son fundamentales para la preparación de soluciones por disolución o dilución a un volumen fijo con exactitud. Son materiales calibrados por volumen contenido (TC o In). Son recipientes en forma de bulbo con fondo plano y un cuello afinado. Presentan una sola marca indicadora del volumen contenido en su cuello.

Para evitar alteraciones en la forma del matraz y, por lo tanto, en el volumen que es capaz de contener, los matraces no deben someterse a temperaturas extremas, es decir, no deben ser calentados a fuego directo, colocados en estufa o almacenados en heladera.

Los matraces son fabricados con capacidades que oscilan desde 1.0 mL hasta 6000.0 mL. El volumen indicado en el matraz es el obtenido en la calibración a la temperatura establecida e indicada en el material por el fabricante.

Uso de matraz aforado: 1. Transferir al matraz la cantidad exactamente pesada de sustancia o medida de solución

concentrada.

2. Llenar el matraz con disolvente hasta aproximadamente la mitad de su capacidad.

3. Agitar el matraz en forma circular, evitando proyecciones de líquido hacia el vástago, para

facilitar la disolución o el homogeneizado de la solución.

4. Completar el volumen con el disolvente hasta que el menisco se ajuste exactamente a la

altura del aforo. (Leer sección I.V.II.III. Consideraciones para la lectura de volumen)

5. Tapar el matraz y homogeneizar por inversión varias veces.

I.V.II.I.III. BURETAS

Las buretas, como las pipetas para medición, son instrumentos que permiten la transferencia de volúmenes variable entre un mínimo y un máximo. Son materiales que han sido calibrados por vertido, es decir, son materiales TD (o Ex) y sirven para la valoración de soluciones mediante titulación. Consisten en un tubo cilíndrico graduado que presenta un dispositivo de válvula por el cual se controla el flujo de vertido del líquido, y un vástago que termina en punta y permite dispensar el líquido en forma de gotas. Las válvulas pueden ser de vidrio, plástico o teflón. Las de teflón son las



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más resistentes al deterioro por ataque de los reactivos y no requieren lubricante para su funcionamiento.

Las buretas pueden ser de clase A, AS o B y tienen un tiempo de espera de generalmente 30s, significativamente mayor a las pipetas aforadas. Sin embargo, en el uso práctico, las buretas se utilizan de manera diferente a las pipetas. Durante la valoración se consume un volumen menor al nominal y cerca del punto final de la valoración, la solución se agrega gota a gota. Este agregado gota a gota requiere un tiempo mayor al tiempo de espera establecido, por lo que, en la aplicación práctica, no es necesario estrictamente considerar el tiempo de espera y escurrimiento de la bureta.

Uno de los errores más usuales en la práctica es el de no expulsar el aire contenido en el vástago, es decir, la sección que queda por debajo de la válvula. Además, es común que durante el llenado de la bureta quede aire retenido en la región de la válvula. Para comenzar el trabajo de titulación, la bureta debe llenarse con líquido titulante desde el enrase en cero hasta su punta, eliminando todas las burbujas que puedan haber quedado retenidas en su interior.

Uso de bureta: 1. Asegurarse de que la bureta se encuentre perfectamente limpia y que la válvula de cierre

funcione correctamente, sin pérdidas.

2. Enjuagar con solución a utilizar y alinear la bureta de manera vertical, asegurándose de que

quede firme.

3. Con la válvula cerrada, llenar la bureta hasta superar ligeramente el cero. El llenado de la

bureta se realiza desde el extremo superior, manteniendo la válvula cerrada. Para eliminar el

aire del vástago y las burbujas retenidas en la válvula, se abre la válvula al máximo dejando

escurrir el líquido hasta que se libere el aire y luego se cierra la válvula. Si esto no resulta, la

bureta puede ser llenada por aspiración de la solución por su punta, manteniendo la válvula

abierta y cerrándola una vez que el líquido sobrepase el vástago.

4. Completar el llenado hasta enrase en cero.

5. Eliminar las gotas que eventualmente queden adherida a la punta de salida.

6. Abrir la llave de la bureta y agregar lentamente la solución titulante a la solución a titular. Los

primeros mililitros pueden ser agregados en incrementos de 1 mL. Cerca del punto final,

realizar agregados gota a gota. Durante la adición de titulante, agitar ligeramente el recipiente

que contiene la solución a titular para favorecer la homogeneización y la reacción.

7. Finalizada la titulación, leer el volumen valorado. Tener en cuenta que para las buretas es

posible registrar un volumen de hasta 1/5 de la mínima división marcada por el instrumento.

(Leer sección I.V.II.III. Consideraciones para la lectura de volumen)

I.V.II.I.IV. DISPENSADORES CON FRASCOS BOTELLAS

Tienen un frasco que contiene la solución reserva y un sistema de medición para dispensar volúmenes fijos, variables o volúmenes repetitivos, según el modelo. También se suelen considerar como dispensadores, las nuevas buretas electrónicas de 30 mL o 50 mL de capacidad, que suelen tener una exactitud mejor a ± 0.2 % y una reproducibilidad mayor a ± 0.1 %.

I.V.II.II. Otros materiales para medida de volúmenes

I.V.II.II.I. PIPETAS GRADUADAS

Pipetas graduadas de Mohr: (TD o Ex) son pipetas graduadas que permiten la transferencia de cualquier volumen desde un mínimo hasta su valor nominal. El líquido retenido en la punta no debe ser expulsado, por ejemplo, por soplado.

Pipetas serológicas graduadas: (TD o Ex) son iguales a las pipetas graduadas pero el volumen que permanece en la punta debe ser expulsado.

I.V.II.II.II. PROBETAS GRADUADAS

Son cilindros graduados que llevan marcas que permiten su llenado a volúmenes especificados. Si bien están destinadas a transferir la cantidad de líquido señalada en la marca, son materiales de



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calibración TC (o In). Su uso más frecuente es para dispensar fracciones de líquidos. Algunas probetas con tapa, al igual que los matraces aforados, pueden ser utilizadas para preparar soluciones. Pueden ser de clase A y B.

I.V.II.III. Consideraciones para la lectura de volumen

El “menisco” describe la curvatura que adopta la superficie de un líquido en contacto con una pared. Puede adoptarla de forma cóncava o convexa y resulta de la relación de fuerzas entre adhesión y cohesión. En soluciones acuosas, el líquido adopta una curvatura cóncava, es decir, hay un aumento en el ángulo de contacto del líquido con la pared.

Para realizar una medición exacta de volumen, el menisco debe estar bien ajustado. Para soluciones acuosas, la lectura del volumen se realiza a la altura del punto más bajo de la superficie del líquido. La base del menisco debe estar exactamente en el borde superior de la división de la escala o del aforo.

Para evitar errores de paralaje, la lectura del volumen debe realizarse a la altura de los ojos del operador, es decir, el instrumento debe estar en posición perfectamente vertical y los ojos del operador deben posicionarse a la altura del menisco. Es aconsejable colocar una tarjeta opaca o cinta negra por debajo del aforo para localizar la posición precisa del menisco y establecer el nivel de lectura con mayor exactitud. De esta manera, el aforo deberá verse como una perfecta línea horizontal.

I.VI. LAVADO DE MATERIAL DE LABORATORIO

El lavado del material de laboratorio es una práctica muy importante y debe realizarse inmediatamente después del trabajo de laboratorio. Debe evitarse que las sustancias utilizadas durante el trabajo o la suciedad se sequen sobre el material debido a que es perjudicial y removerlo implica métodos más agresivos de limpieza. En caso de no ser posible su limpieza inmediata, se deberá dejar el material sumergido en agua hasta el momento de lavado. El lavado se realiza a baja temperatura y en cortos periodos de tiempo.

Los métodos de limpieza varían de acuerdo a las sustancias que deban eliminarse, al material que compone el instrumento, y al tipo de determinación para el que será destinado.

I.VI.I. DETERGENTES

Existen detergentes formulados especialmente para uso en el laboratorio de análisis, con propiedades diferentes a los de empleo doméstico. Estos detergentes pueden estar compuestos por tensioactivos aniónicos (por ej. alquilbencenosulfonatos) y no-iónicos (por ej. del tipo de los alquilfenoles etoxilados). Estos detergentes tienen la propiedad de ser biodegradables. Además, a diferencia de los de uso doméstico, estos detergentes no generan espuma y no dejan residuos posteriormente a su enjuague.

El uso de tensioactivos junto a compuestos capaces de remover los iones del medio (secuestrantes, complejantes) posibilitan la limpieza eficiente del material de laboratorio, dejándolo



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libre de sustancias proteicas, grasas, e incluso trazas de iones, de influencia nociva y errática en procesos enzimáticos.

I.VI.II. AGENTES SECUESTRANTES

Son sustancias que permiten la eliminación de iones metálicos polivalentes mediante la formación de complejos. Por ejemplo:

Hexametafosfato y tripolifosfato de sodio: tienen excelentes propiedades emulsionantes y gran aptitud para complejar iones polivalentes.

Sales sódicas de ácido etilendiaminotetracético (EDTA): son complejantes de alto rendimiento, y su asociación a los polifosfatos permiten la eliminación de la mayoría de los cationes presentes.

I.VI.III. MEZCLA SULFOCRÓMICA

Se trata de un agente limpiador agresivo, utilizado para la destrucción de materia orgánica degradada o seca. Es una solución ácida oxidante de acción lenta. Por ello, el lavado se realiza sumergiendo el material y dejándolo por un tiempo prolongado. A continuación de la inmersión se procede a una vigorosa acción de enjuague para remover totalmente la sustancia oxidante que puede retornarse a su envase y reutilizarse mientras mantenga su poder oxidante. La solución recién preparada presenta un característico color naranja que va tornándose verde a medida que va perdiendo su poder oxidante. Cuando la solución está completamente de color verde, debe descartase y prepararse una nueva.

Una desventaja de esta solución es que deja residuos en las paredes del material, difíciles de remover. Por ello, no debe emplearse para limpiar plásticos ni para material destinado a análisis óptico tal como cubetas para espectrofotometría.

Debe tenerse en cuenta que esta solución presenta acción destructiva sobre vestimenta y mobiliario y puede ocasionar lesiones y quemaduras sobre la piel.

I.VI.IV. SOLVENTES ORGÁNICOS Y SOLUCIONES HIDROALCOHÓLICAS

Cuando la suciedad del material exhiba características de adherencia grasa se recomienda el enjuague con solventes orgánicos puros como acetona o alcohol etílico. Las soluciones hidroalcohólicas tienen acción más rápida que la mezcla sulfocrómica y se usan como agentes desengrasantes.

I.VI.V. AGUA REGIA

Se utiliza principalmente cuando hay que eliminar óxidos metálicos o metales precipitados que no pudieron ser removidos con ácido. Es una solución ácida oxidante muy reactiva compuesta de 3 partes de HCl concentrado y 1 parte de HNO3 concentrado. Se debe tener precaución durante su manipulación debido a que el producto de reacción (dióxido de nitrógeno) es un gas muy tóxico.

I.VI.VI. HIPOCLORITO DE SODIO 10%

Comúnmente llamada agua lavandina, se utiliza para desinfectar áreas y materiales que han sido expuestos o han estado en contacto con material biológico. Produce la inactivación del material biológico y es útil, además, para la remoción de restos de colorantes utilizados en análisis biológicos como azul de metileno y violeta de genciana.



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Resumen de soluciones lavadoras comúnmente utilizadas en laboratorios de análisis:

Solución lavadora Constitución Elimina

Detergentes Surfactantes iónicos y no iónicos Materia grasa

Detergentes y secuestrantes Surfactantes y complejantes (EDTA) Materia grasa y cationes

Mezcla sulfocrómica Solución saturada de Na2Cr2O7 en

H2SO4 concentrado. Materia orgánica

Solventes orgánicos Acetona o etanol Materia orgánica (lípidos)

Solución hidroalcohólica Solución de NaOH 6 mol L

–1 en

etanol 60 % Desengrasante. Precaución:

disuelve el vidrio.

HNO3 Solución HNO3 5 % Iones

Agua regia Solución HNO3 y HCl (1:3) Metales nobles

Solución piraña H2O2 30 % en H2SO4 concentrado

(1:3) Materia orgánica

Secuestrantes EDTA 3 % Cationes

Hipoclorito de sodio Agua lavandina 10 % Material biológico y colorantes

I.VI.VII. SECADO DEL MATERIAL

El secado del material de laboratorio se realiza en estufa de secado. Para ello el material debe estar perfectamente limpio y enjuagado finalmente con 2 porciones de agua destilada. El material de vidrio, goma, porcelana, plástico, etc., debe secarse en estufas que no superen los 50 ºC, siendo preferible a 37 ºC. Nunca debe secarse material de vidrio en estufas de esterilización (120-180 ºC), ya que la rápida evaporación del agua provoca depósitos salinos y la alta temperatura perjudica la buena calibración del material. El material calibrado nunca debe secarse a temperaturas que superen los 50 ºC.


Introducción: Productos y reactivos químicos

14

Productos y reactivos químicos

I.VII. CONCEPTOS GENERALES

Un producto o reactivo químico o bioquímico es una sustancia que puede adquirirse comercialmente y es para uso en el laboratorio analítico.

La selección de los productos y reactivos químicos a utilizar en una determinación se realiza considerando una serie de factores que estarán sujetos al buen criterio del analista y que determinará el éxito de los análisis. Entre los factores a considerar se encuentran:

Pureza y/o calidad

Tipo de determinación analítica

Riesgo y peligrosidad

Estabilidad

Costo

I.VIII. NORMAS Y CÓDIGOS DE CALIDAD

Estas sustancias son clasificadas según su calidad y su uso siguiendo especificaciones establecidas por ciertas instituciones nacionales e internacionales.

Existen organismos especiales que editan periódicamente normas y códigos que tienen como objeto mejorar la calidad de los productos y los reactivos, obligar a que se respete lo declarado en el rotulo comercial y elegir los métodos de análisis para evaluar las especificaciones establecidas. Una sustancia cumple con una norma cuando satisface todos los requisitos indicados en el cuadro de especificaciones exigido por dicha norma, es decir, que su título, actividad biológica o concentración, es igual al establecido o que el contenido de impurezas está limitado a los máximos fijados. Entre los códigos y las normas más utilizadas, se encuentran:

IRAM: Instituto Argentino de Normalización y Certificación

ACS: American Chemical Society

ASTM: American Society for Testing and Materials

NCCLS: National Committee for Clinical Laboratory Standards Por otro lado, las farmacopeas son materiales bibliográficos que se pueden definir como casos

especiales de códigos y normas. Son manuales de química publicados periódicamente a través de organismos oficiales, en los que se establecen las características de las sustancias necesarias para preparar y analizar fármacos, con el objetivo de evitar o disminuir los contaminantes peligrosos para la salud en los medicamentos, así como también de asegurar su eficacia. Las más utilizadas son la Farmacopea Argentina (FA), norteamericana (USP) y británica (BP).



15

I.IX. CLASIFICACIÓN SEGÚN SU CALIDAD

Denominación Calidad Características

Criterio científico

Calidad reactivo

Grado reactivo

Reactivo analítico

Reactivo analítico calidad ACS

Para análisis (p.a.)

Sustancias de alta calidad, con nivel superior al

99% y que responden a normas internacionales.

Calidad farmacopea

Sustancias que se usan en farmacia y medicina.

Deben estar exentas de contaminantes peligrosos

para la salud. Las siglas de la farmacopea y las

normas que siguen el producto deberás estar

claramente indicadas en la etiqueta del producto y

en la información provista en los catálogos

comerciales.

Criterio técnico

Puro

Purísimo

Químicamente puro

Purificado

Productos de alta pureza (95-96%), pero que no

alcanzan a cumplir con los requisitos de una

norma internacional.

Calidad técnico

Calidad comercial

Productos de calidad indeterminada (menor

pureza que los anteriores). Se usan generalmente

como preparaciones auxiliares y reactivos. El % y

la naturaleza de las impurezas del producto

usado en la preparación, no deberá interferir en el

método analítico.

Uso especial indicado Certificada para uso especial

Sustancias de pureza excepcional, aptas para un

uso científico o analítico particular (ej.:

inmunoquímico, microbiológico, electroforético,

cromatográfico, espectrofotométrico).

I.X. MANIPULACIÓN DE PRODUCTOS Y REACTIVOS QUÍMICOS

Conocer el correcto manejo de cualquier producto y reactivo químico es indispensable para el trabajo de laboratorio, debido a que será posible reconocer el producto en virtud de su peligrosidad y poder tomar acciones preventivas y de acción en caso de accidentes o incidentes ocurridos en el laboratorio. Para ello es importante reconocer la información que proveen los productos y reactivos químicos a fin de clasificarlos, manipularlos, etiquetarlos y almacenarlos de manera correcta. Las dos herramientas más importantes de información en los productos y reactivos químicos son sus etiquetas y sus fichas de datos de seguridad (FDS o MSDS). La etiqueta debe contener, entre otras cosas, información acerca de su peligrosidad y su estabilidad en forma de símbolos y pictogramas. Las hojas de seguridad contienen información adicional acerca de su forma de almacenamiento y manipulación.

I.X.I. NIVEL DE PELIGROSIDAD O RIESGO

Para indicar la peligrosidad de las sustancias se han establecido diferentes clases de peligro según las propiedades fisicoquímicas, toxicológicas y ecotoxicológicas basadas, entre otras cosas, en los efectos sobre la salud y el medio ambiente. Dependiendo el sistema de clasificación utilizado, el código presente en las etiquetas de los productos químicos que representan el nivel de riesgo y peligrosidad de las sustancias será diferente. Por ejemplo:

Sistema de clasificación NFPA (National Fire Protection Association) 704: emplea un rombo dividido en 4 colores, que indican el grado de peligrosidad mediante una numeración entre 0 y 4 (0-Insignificante; 1-Bajo; 2-Moderado; 3-Alto; 4-Extremo), excepto el color blanco, que incluye símbolos y letras.



16

Sistema de clasificación según Naciones Unidas/NTC 1692: los productos están separados en 9 clases y cada clase se subdivide en subclases empleando un sistema de números y símbolos indicadores específicos del producto químico. Las diferentes clases indican el tipo de producto químico según: 1-Explosivo; 2-Gases; 3-Líquidos inflamables; 4-Solidos inflamables; 5-Comburentes y peróxidos orgánicos; 6-Sustancias toxicas e infecciosas; 7-Sustancias radiactivas; 8-Sustancias corrosivas; 9-Sustancias peligrosas varias.

Frases R/S: son frases de riesgo (R) y seguridad (S) que sirven de guía para el etiquetado de productos peligrosos. Las frases R aportan una descripción general de los riesgos físico-químicos, ambientales y de salud de una sustancia; mientras que las frases S proporcionan información sobre el almacenamiento, el manejo y la eliminación seguros, los primeros auxilios y la protección de los trabajadores.

I.X.II. ESTABILIDAD

Existen productos químicos y bioquímicos que se pueden alterar con el paso del tiempo debido a sus características químicas. Se debe tener en cuenta que la mayoría de los productos bioquímicos tienden a descomponerse a temperatura ambiente (15-30 °C). A continuación se especifica una lista de las siglas comúnmente utilizadas para indicar características de estabilidad:

A- alterabilidad genérica IG- higroscópico C- alterabilidad de color M- posible formación de mohos D- delicuescente O- oxidable E- eflorescente P- polimerizable F- posible alteración de la envase S- alteración de la superficie ID- hidrolizable

I.X.III. CONSERVACIÓN Y ALMACENAMIENTO

En términos generales, toda sustancia debe conservarse en el recipiente adecuado y herméticamente cerrado, en sitio seco y fresco, protegido del polvo y la luz directa, y evitando los cambios drásticos de temperatura. Algunas sustancias que tienden a descomponerse a temperatura ambiente deben conservarse refrigeradas a temperaturas inferiores a 0 ºC.



17

I.XI. ETIQUETADO DE PRODUCTOS Y REACTIVOS QUÍMICOS

El Sistema Globalmente Armonizado de Clasificación y Etiquetado de Productos Químicos (SGA o GHS, por su sigla en inglés) es un sistema acordado a nivel internacional, creado por las Naciones Unidas, que está formulado para unificar la comunicación de productos peligrosos. Según el sistema SGA, la etiqueta de todo producto y reactivo químico deberá presentarse en la lengua oficial, de forma clara, legible e indeleble, conteniendo, al menos, la siguiente información codificada:

1. Identificador de producto

2. Palabra indicadora

3. Pictogramas GHS

4. Indicaciones de peligro

5. Indicaciones de precaución

6. Información del proveedor

7. Requisitos adicionales del cliente

I.XI.I. EJEMPLOS DE ETIQUETAS QUE SIGUEN EL SISTEMA SGA



18

Química Analítica I, FBCB, UNL Trabajos Prácticos TP01: Introducción al trabajo de laboratorio

19

TRABAJO PRÁCTICO Nº 1

Introducción al trabajo de laboratorio

1.1. Objetivos ............................................................................................................... 20

1.2. Actividad Nº 1: Introducción al laboratorio de química analítica ...................... 20

1.3. Actividad Nº 2: Calibración de material volumétrico ......................................... 20

1.3.1. Introducción ....................................................................................................................20

1.3.1.1. Fundamento de la determinación .............................................................................. 20

1.3.1.2. Conceptos relacionados con la calibración de material volumétrico ......................... 20

1.3.1.3. Método indirecto de calibración de material volumétrico: ......................................... 21

1.3.2. Procedimiento experimental ...........................................................................................22

1.3.2.1. Calibración de material TD (o Ex): pipeta aforada .................................................... 22

1.3.2.2. Calibración de material TC (o In): matraz aforado .................................................... 26

1.4. Actividad Nº 3: Preguntas Globalizadoras ......................................................... 27


20

1.1. OBJETIVOS

Conocer los fundamentos y las herramientas básicas de un laboratorio de análisis químico

analítico;

Reconocer los procedimientos generales básicos desarrollados en un laboratorio de química

analítica;

Afianzar la práctica en el uso de balanzas analíticas;

Aprender prácticas de calibración de material volumétrico por método indirecto

Interpretar e informar resultados analíticos con criterios de calidad.

1.2. ACTIVIDAD Nº 1: INTRODUCCIÓN AL LABORATORIO DE QUÍMICA ANALÍTICA

En esta instancia, se reproducirá un video realizado por miembros de la cátedra a fin de introducir

los conceptos básicos y generales que serán utilizados en los trabajos prácticos durante el desarrollo

de la asignatura. El video está disponible en internet y puede accederse desde YouTube mediante el

siguiente enlace:

https://www.youtube.com/watch?v=Xj92mbp1kWA&t=951s

En el video se introducen, entre otros, todos los contenidos que se encuentran en la sección

Introducción al laboratorio de química analítica, Material de laboratorio.

1.3. ACTIVIDAD Nº 2: CALIBRACIÓN DE MATERIAL VOLUMÉTRICO

1.3.1. INTRODUCCIÓN

1.3.1.1. Fundamento de la determinación

La calidad de los resultados generados por un laboratorio de análisis tiene dos componentes

fundamentales: el hábito de trabajo del analista y los medios materiales utilizados durante el análisis.

En esto último, la calidad se concentra, fundamentalmente, en las características o prestaciones de

los materiales y los instrumentos y su adecuado mantenimiento. Para garantizar la calidad, los

materiales deben ser cuidadosamente utilizados y sometidos a calibración habitualmente.

Calibrar significa comprobar la respuesta de un instrumento con un material de propiedades

conocidas en condiciones perfectamente establecidas. En el laboratorio analítico se calibra todo tipo

de material e instrumento, por ejemplo, material volumétrico de vidrio, balanzas analíticas, estufas,

hornos (muflas), etc., como también, instrumentos más complejos, tales como espectrofotómetros de

absorbancia, cromatógrafos líquidos y gaseosos.

Los materiales volumétricos de vidrio utilizados rutinariamente en los laboratorios de análisis deben

ser calibrados siguiendo las especificaciones del fabricante. El proceso de calibración tiene por objeto

determinar el valor exacto medido por el instrumento en condiciones perfectamente conocidas,

independientemente de lo que haya sido establecido por el fabricante como valor nominal a la

temperatura declarada. En el proceso de calibración se evalúan la exactitud y la precisión del

instrumento en su medición.

1.3.1.2. Conceptos relacionados con la calibración de material

volumétrico

Tolerancia o límite de error: valores de error fijados y tabulados por organismos de

estándares a los que deben ajustarse los fabricantes al confeccionar el instrumento. Indican el

https://www.youtube.com/watch?v=Xj92mbp1kWA&t=951s


21

volumen por exceso o defecto permitido en la lectura de volumen en su valor nominal. Por ejemplo,

una tolerancia de 0.05 mL para una pipeta aforada de volumen nominal de 50.00 mL indica que el

volumen total dispensado por el material oscila entre un mínimo de 49.95 y un máximo de 50.05 mL.

Incertidumbre: cada lectura registrada o medición de volumen está sujeta a una incertidumbre

establecida. Esta incertidumbre da idea de la precisión del instrumento al realizar una única medición.

Cada material de vidrio volumétrico presenta una incertidumbre asociada la que se determina

mediante calibración. En general, si no se conoce la incertidumbre real de una medición

(generalmente el intervalo de confianza) se utiliza la tolerancia del material como incertidumbre

absoluta (Ia) de la medición.

Exactitud: se refiere a la diferencia entre el volumen medido y el volumen nominal (indicado

por el fabricante) y es evaluada mediante un parámetro estadístico que indica la inexactitud de la

medida, denominado error absoluto (Ea). El Ea se obtiene según:

𝐸𝑎 = �̅� − 𝑥

donde �̅� es el valor medido promedio obtenido durante el proceso de calibración y x es el valor

nominal informado.

Precisión: se refiere a la reproducibilidad del resultado obtenido y se evalúa mediante un

parámetro estadístico que indica la impresión de la medida, denominado desviación estándar (s). La

s se obtiene según:

𝑠 = √∑ (𝑥𝑖 − �̅�)2𝑁

1

𝑛 − 1

donde xi es el valor individual medido de cada N medición; �̅� es el valor medido promedio obtenido

durante el proceso de calibración y n es el número de mediciones realizadas en el proceso de

calibración.

1.3.1.3. Método indirecto de calibración de material volumétrico:

El método indirecto de calibración de material volumétrico se realiza mediante la medición de masa

de un líquido de densidad conocida, generalmente agua, que es dispensado o contenido en el

material de vidrio a calibrar. Todo el proceso de calibración debe realizarse a temperatura conocida y

controlada. Para materiales TD (o Ex) es necesario considerar, entre otras cosas, el tiempo de

descarga o escurrimiento, a fin de minimizar los errores en la medición.

La temperatura de medición es un parámetro muy importante a tener en cuenta debido a que el

volumen de un líquido es dependiente de la temperatura a la cual está sometido. Generalmente, una

temperatura de 20°C se considera temperatura estándar. Todos los materiales de vidrio deben tener

especificado el volumen nominal y la temperatura a la que se realizó la calibración. Así, es posible

obtener el volumen correcto corregido por efecto de temperatura. Si la temperatura de calibración es

diferente a la informada por el fabricante, se debe realizar una corrección a partir de los datos de

densidad tabulados a diferentes temperaturas del líquido utilizado para la determinación.

El tiempo de descarga y espera son un parámetros que debe tenerse en cuenta durante el uso y la

calibración de los materiales de vidrio TD (o Ex). Este valor indica el tiempo mínimo de escurrimiento

que debe respetarse a fin de asegurar la transferencia correcta del líquido medido.


22

1.3.2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1.3.2.1. Calibración de material TD (o Ex): pipeta aforada

Material volumétrico a calibrar

Pipeta aforada de vidrio IVA

Volumen nominal: 10mL Tolerancia: ±0.020. Clase AS TD (o Ex + 15s)

20ºC

Método

Método indirecto por medición de masa de agua destilada.

Material necesario

1. Pipeta aforada de 10.00 mL a calibrar

2. Propipeta

3. Agua destilada

4. Erlenmeyer de 50 mL

5. Termómetro

6. Balanza analítica

7. Tabla de volúmenes específicos (Anexo I)

Procedimiento

Etapa 1: operatoria experimental

1. Colocar un recipiente pequeño con agua destilada en el gabinete de la balanza a fin de

saturar el ambiente de humedad.

2. Colocar el erlenmeyer vacío y limpio en el platillo de la balanza y llevar la balanza a cero. Las

balanzas disponibles en el laboratorio cuentan con la opción de “tara”, que permite llevar a

cero la pantalla.

3. Cargar la pipeta a calibrar con agua destilada y trasferir el líquido al erlenmeyer sin retirarlo

de la balanza y respetando el tiempo de escurrimiento.

4. Registrar la masa del volumen dispensado y la temperatura del agua cuando se realizó la

medición.

5. Sin descartar el líquido, llevar la balanza a cero.

6. Repetir un total de 10 veces los pasos 3 a 5.

Etapa 2: tabulación de datos experimentales

Los valores son presentados a modo de ejemplo

Medición Masa de agua medida (g) (magua) Temperatura del agua

ºC)

1 9.9700 21

2 9.9768 21

3 9.9791 21

4 9.9820 21

5 9.9874 21

6 9.9785 21

7 9.9509 21

8 9.9662 21

9 9.9650 21

10 9.9540 21

Etapa 3: cálculos para la obtención de volumen de agua dispensada

Para convertir el valor de masa a valor de volumen es necesario emplear el valor de volumen

específico correspondiente a la sustancia utilizada a la temperatura en la que se realizó la medición.


23

En el Anexo I se encuentran los valores tabulados de volúmenes específicos para agua destilada a

diferentes temperaturas. Así, empleando la expresión de cálculo para la conversión de masa a

volumen, se obtiene:

𝑣𝑜𝑙𝑎𝑔𝑢𝑎 [𝑚𝐿] = m𝑎𝑔𝑢𝑎 [𝑔] × 𝑣𝑜𝑙𝑒𝑠𝑝 [𝑚𝐿

𝑔] a 20 ºC

De esta manera, siguiendo el ejemplo, se obtienen:

Medición Masa de agua

medida (g) (magua)

Volumen específico

(mL/g) para

Tagua = 21 ºC

Volumen de agua

(mL) a 20 ºC

1 9.9700 1.00301 10.00001

2 9.9768 1.00301 10.00683

3 9.9791 1.00301 10.00914

4 9.9820 1.00301 10.01205

5 9.9874 1.00301 10.01746

6 9.9785 1.00301 10.00853

7 9.9509 1.00301 9.98085

8 9.9662 1.00301 9.99620

9 9.9650 1.00301 9.99499

10 9.9540 1.00301 9.98396

Etapa 4: obtención y expresión del resultado analítico

Para la correcta expresión del resultado analítico en un procedimiento que incluye réplicas de una

medición se debe proseguir de la siguiente manera:

1. Obtención del número de cifras significativas mediante la estrategia de propagación del error

A partir de la expresión de cálculo utilizada para la obtención del volumen es posible identificar los

factores que contribuyen al error. En este caso experimental, el error está dado por el error

instrumental de la balanza analítica, es decir, su incertidumbre absoluta (Ia,balanza) en cada medición, y

la incertidumbre del volumen específico.

Hay que tener en cuenta que en el procedimiento experimental se realizaron dos lecturas por cada

registro de masa: 1- tara de balanza al inicio del procedimiento y 2- lectura de la masa de agua

dispensada. La incertidumbre de la masa de agua medida se obtiene considerando entonces que se

realizó una resta entre el valor del recipiente antes y después del agregado de agua. Así,

𝐈𝐚,magua= √(𝐈𝐚,tara)

2+ (𝐈𝐚,medicion)

2= √(𝐈𝐚,balanza)

2+ (𝐈𝐚,balanza)

2= √(0.1 𝑚𝑔)2 + (0.1 𝑚𝑔)2

𝐈𝐚,magua= 0.14 𝑚𝑔

Por otro lado, para los datos tabulados se considera que la incertidumbre absoluta está en la última

cifra significativa. De esta manera, para el volumen específico (1.00301 mL/g) se tiene que:

𝐈𝐚,volesp= 0.00001 𝑚𝐿/𝑔

Una vez obtenidas las incertidumbres absolutas de cada término, se calculan las incertidumbres

relativas (Ir) de cada factor involucrado en el cociente de la expresión de cálculo, es decir, magua y

volesp, según:

𝐈𝐫,magua=

𝐈𝐚,magua

magua=

0.14 𝑚𝑔

9950.9 𝑚𝑔= 1.4 × 10−5


24

(Aclaración: cuando se tiene una serie de valores para una dada medición, se sugiere realizar el

cálculo de Ir utilizando en el denominador el valor más pequeño, debido a que será el que introduce

mayor error)

𝐈𝐫,volesp=

𝐈𝐚,volesp

volesp=

0.00001 𝑚𝐿/𝑔

1.00301 𝑚𝐿/𝑔= 1.0 × 10−5

Finalmente, la Ir del resultado se obtiene según:

𝐈𝐫,vol𝑎𝑔𝑢𝑎= √(𝐈𝐫,magua

)2

+ (𝐈𝐫,volesp)

2= √(1.4 × 10−5)2 + (1.0 × 10−5)2 = 1.7× 10−5

Y, por lo tanto:

𝐈𝐚,vol𝑎𝑔𝑢𝑎= 𝐈𝐫,vol𝑎𝑔𝑢𝑎

× 𝑣𝑜𝑙𝑎𝑔𝑢𝑎 = 1.7× 10−5 × 10.01746 𝑚𝐿

𝐈𝐚,vol𝑎𝑔𝑢𝑎= 1.7 × 10−4 𝑚𝐿 = 0.00014 𝑚𝐿

Con el valor de Ia del resultado se ajustan todos los valores calculados de volumen al número

correspondiente de cifras significativas, en este caso, al 4to decimal. Los valores del ejemplo

quedaran expresados como:

Volumen de agua medido (mL) Volumen de agua ajustado (mL)

10.00001 10.0000

10.00683 10.0068

10.00914 10.0091

10.01205 10.0121

10.01746 10.0175

10.00853 10.0085

9.98085 9.9809

9.99620 9.9962

9.99499 9.9950

9.98396 9.9840

2. Detección de valores atípicos mediante test Q o test de Dixon

En primer lugar, los valores ajustados obtenidos en el paso anterior deben ser ordenados de

manera ascendente o descendente a fin de evaluar los extremos de la serie de datos. Los datos del

ejemplo se ordenaron de manera descendente y se obtuvieron los valores Q experimentales para

cada valor extremo:

10.0175 - 10.0121 -10.0091 - 10.0085 - 10.0068 - 10.0000 - 9.9962 - 9.9950 - 9.9840 –

9.9808

𝑄𝑒𝑥𝑝,1 = |10.0175 − 10.0121

10.0175 − 9.9808 | = 0.15 y 𝑄𝑒𝑥𝑝,2 = |

9.9808 − 9.9840

10.0175 − 9.9808 | = 0.09

Considerando una serie de n=10 datos y una confianza del 90%, se obtiene el valor de tabla

Q10,0.01=0.412 (Anexo I). Para ambos extremos, Qexp<Qtabla y, por lo tanto, NO se rechaza ningún valor

de la serie.

3. Obtención de estadísticos y cálculo de intervalo de confianza

La obtención de los estadísticos involucra el cálculo de los estimadores de la media (�̅�, promedio) y

la desviación estándar (s). Así, para n=10:


25

�̅� =1

𝑛∑ 𝑥𝑖

𝑛𝑖=1 = 10.00099 𝑚𝐿 y 𝑠 = √

1

𝑛−1∑ (𝑥𝑖 − �̅�)2𝑛

𝑖=1 = 0.012 𝑚𝐿

Para el cálculo del intervalo de confianza (IC) se necesita el valor de t-Student tabulado para n-1

grados de libertad y 95% de confianza. Del anexo I se tiene que t9,0.95 = 2.26. Finalmente, el IC se

obtiene según:

𝐼𝐶 =𝑡9,0.95 × 𝑠

√𝑛=

2.26 × 0.012 𝑚𝐿

√10= 0.009 𝑚𝐿

4. Expresión correcta del resultado

Para la expresión correcta del resultado se debe considerar el número de cifras significativas del IC

y, si es necesario, ajustar el resultado nuevamente. De esta manera, el resultado final se expresa

como �̅� ± 𝐼𝐶. Para el presente caso, el resultado de la calibración del material volumétrico se informa

como:

Etapa 5: análisis estadístico de los resultados

A fin de evaluar el resultado y extraer conclusiones analíticas acerca de los valores obtenidos, se

obtienen parámetros estadísticos adicionales y se realizan test de hipótesis. Para este caso, se

realizará un test t que permita comparar el valor experimental promedio (�̅�) con el valor aceptado

como verdadero (μ), es decir, el valor nominal del instrumento calibrado. Para realizar el test, se

consideran los valores a comparar y se obtiene un valor t experimental según la siguiente expresión:

𝑡𝑒𝑥𝑝 =|�̅� − 𝜇|𝑠

√𝑛⁄

Utilizando los valores obtenidos en las etapas anteriores, se tiene que:

𝑡𝑒𝑥𝑝 =|10.001 − 10.00|

0.012√10

⁄= 0.263

Considerando n-1 grados de libertad (n=10) y una confianza del 95%, se obtiene el valor de tabla

t9,0.05=2.26 (Anexo I). Como texp<ttabla y, por lo tanto, se acepta la hipótesis de igualdad de medias: El

valor promedio obtenido no presenta diferencia estadísticamente significativa con el valor nominal.

Finalmente, al comparar el valor obtenido de incertidumbre del resultado, en este caso, de intervalo

de confianza, con el valor informado de tolerancia o límite de error, se observa que el valor

experimental (± 0.009 mL) es inferior al valor de tolerancia establecido por el fabricante (± 0.020 mL)

Estos valores indican el material conserva la calidad en su medición en términos de exactitud y

precisión.

Etapa 6: informe de resultados

Modelo de informe sintético

Volumen de calibración: (10.001 ± 0.009) mL a 20ºC


26

1.3.2.2. Calibración de material TC (o In): matraz aforado

Material volumétrico a calibrar

Matraz aforado de vidrio IVA

Volumen nominal: 10mL Tolerancia: ±0.025 Clase A TC (o In) 20ºC

Método

Método indirecto por medición de masa de agua destilada.

Material necesario

1. Matraz de 10.00 mL a calibrar

2. Agua destilada

3. Termómetro


5. Tabla de volúmenes específicos (Anexo I)

Procedimiento


1. Colocar un recipiente pequeño con agua destilada en el gabinete de la balanza a fin de

saturar el ambiente de humedad.

2. Colocar el matraz aforado de 10.00 mL vacío y seco con su tapa en el platillo de la balanza y

registrar la lectura de la balanza como matraz vacío.

3. Cargar el matraz con agua destilada hasta su enrase y tapar.

4. Registrar la masa del matraz lleno y la temperatura del agua cuando se realizó la medición.

5. Vaciar el matraz tomándolo con pinzas o con un paño.

6. Repetir un total de 10 veces los pasos 3 a 5.


Medición Masa de matraz (g)

(mmatraz)

Masa de agua medida (g)

(magua)

Temperatura del

agua (ºC)

Matraz vacío 7.8654 - 21

1 17.8354 17.8354–7.8654 = 9.9700 21

2 17.8445 9.9768 21

3 17.8474 9.9791 21

4 17.8528 9.9820 21

5 17.8439 9.9874 21

6 17.8163 9.9785 21

7 17.8316 9.9509 21

8 17.8304 9.9662 21

9 17.8194 9.9650 21

10 17.8445 9.9540 21

Material de laboratorio: Pipeta aforada simple aforo Volumen nominal 10 mL

Informaciones del material: Tolerancia 0.02mL Clase AS; TD (o Ex + 5s) 20ºC

Determinación: Calibración de material TD

Método: Indirecto por diferencia de masa.

Resultado: (10.001 ± 0.009) mL a 20ºC

Observaciones:


27

Etapa 3 cálculos para la obtención de volumen de agua contenida; -4: obtención y

expresión del resultado analítico; -5: análisis estadístico de los resultados; -6: informe de

resultados

Seguir los pasos indicados en las etapas 3-6 de la sección 1.3.2.1.

1.4. ACTIVIDAD Nº 3: PREGUNTAS GLOBALIZADORAS

1. La diferencia entre un material TC (o In) y TD (o Ex) radica en:

a. El uso para el que se dispone

b. La calidad del material

c. La manera en que ha sido calibrado de fábrica

2. La medición de temperatura durante la calibración de material volumétrico por método

indirecto se realiza porque:

a. Permite corregir el volumen calculado a la temperatura a la que el material ha sido

calibrado

b. Afecta a la lectura de la masa del líquido

c. Afecta al volumen medido del líquido

3. Respetar el tiempo de descarga o escurrimiento de los materiales TD (o Ex):

a. Es necesario solo durante el proceso de calibración del material para asegurar su

calidad

b. Es necesario para evitar errores en el uso del material durante todo su vida útil

c. No es estrictamente necesario porque no introduce errores significativos de lectura de

volumen


TP02: Sustancias y soluciones

28


Sustancias y soluciones

2.1. Objetivos ..................................................................................................................... 29

2.2. Actividad Nº 1: Análisis de sustancias y productos químicos (PQ) ........................ 29

2.2.1. Introducción ........................................................................................................................... 29

2.2.1.1. Catálogos comerciales ................................................................................................... 29

2.2.2. Procedimiento experimental .................................................................................................. 29

2.3. Actividad Nº 2: Preparación de solución patrón primario ....................................... 31

2.3.1. Introducción ........................................................................................................................... 31

2.3.1.1. Soluciones patrones ....................................................................................................... 31

2.3.1.1.1. Solución patrón primario – SPP .................................................................................. 31

2.3.1.1.2. Solución patrón secundario – SPS ............................................................................. 32

2.3.2. Preparación de Solución Patron Primario ............................................................................. 33

2.3.2.1. Planteo del problema analítico ....................................................................................... 33

2.3.2.2. Procedimiento experimental ........................................................................................... 33

2.4. Actividad Nº 3: Determinación de humedad de una sustancia ................................ 36

2.4.1. Introducción ........................................................................................................................... 36

2.4.1.1. Fundamento de la determinación ................................................................................... 36

2.4.1.2. Métodos analíticos para la determinación del % de humedad....................................... 37

2.4.1.3. Operatoria general para la determinación del %H por método indirecto ....................... 37


2.5. Actividad Nº 4: Preparación de una solución muestra ............................................. 41

2.5.1. Introducción ........................................................................................................................... 41


2.5.2.1. Planteo del problema analítico ....................................................................................... 41

2.5.2.1. Preparación de la solución muestra ............................................................................... 41

2.6. Actividad Nº 5: Preguntas globalizadoras ................................................................. 43

DOCUMENTACIÓN ANEXA ..................................................................................................... 45



29

2.1. OBJETIVOS

Adquirir criterios analíticos para el análisis y la selección de productos químicos.

Adquirir destreza en la preparación de soluciones de diferente naturaleza.

Desarrollar criterio analítico para reconocer y diferenciar las soluciones y sustancias utilizadas

y/o analizadas en un laboratorio de análisis químico.

Desarrollar criterios analitos para realizar el análisis de una muestra.

Determinar parámetros de calidad de una sustancia.

2.2. ACTIVIDAD Nº 1: ANÁLISIS DE SUSTANCIAS Y PRODUCTOS QUÍMICOS (PQ)


2.2.1.1. Catálogos comerciales

Para seleccionar el producto químico más adecuado para el análisis que ha de realizarse, deben

considerarse varios aspectos importantes en términos de calidad, pureza y finalidad analítica. Para

ello, debe realizarse un exhaustivo análisis de la información provista en los catálogos de los

proveedores de reactivos y productos químicos como también de sus etiquetas.

Un catálogo comercial, además de la oferta comercial de sustancias y PQ, provee información

química relevante acerca de la naturaleza del producto que se desea adquirir. Los comúnmente

utilizados son los catálogos provistos por las casas comerciales de Sigma-Aldrich y Merck-Millipore,

que actualmente se encuentran unificadas como Merck. El portal de internet de Sigma-Aldrich (

www.sigmaladrich.com) cuenta con una vasta variedad de productos de diversa calidad y

especificaciones. A modo de ejemplo, se muestra la captura de pantalla de las primeras opciones

obtenidas en la búsqueda de la sustancia sólida de cloruro de sodio (NaCl).

El NaCl también puede encontrarse en solución, especificándose en cada caso su concentración

molar y el solvente en el que ha sido preparada, o formando parte de otras soluciones.


En esta actividad se analizará la información suministrada por el catálogo comercial de Sigma-

Aldrich y Merck-Millipore para el PQ NaCl. Se analizará la información de las diferentes opciones

http://www.sigmaladrich.com/



30

evaluando al PQ en términos de calidad, pureza, especificaciones especiales, usos y precio. Para ello

se utilizarán las hojas de especificaciones de cada uno que se encuentran al final de este trabajo

práctico y los detalles que abajo se describen.

1. Opción 1: Merck

2. Opción 2: Sigma–Aldrich



Código: 106406

Descripción: 99.99 Suprapur®

Precio: 50G- 134.40 U$D

500G- 492.00 U$D

Código: 31434

Descripción: purísimo, p.a., reactivo ACS, reactivo ISO, reactivo Ph.Eur, 99.5% (Sigma-

Aldrich)

Precio: 500G- 160.54 U$D

1KG- 229.16 U$D

Código: S3014

Descripción: para biología molecular, DNasa, RNasa y proteasa, no detectadas 98%

(titulación) (Sigma)

Precio: 500G- 90.63 U$D

1KG- 186.44 U$D

Código: PHR1321

Descripción: estándar secundario farmacéutico, material de referencia certificado (Sigma-

Aldrich)

Precio: 5G- 90.63 U$D



31

2.3. ACTIVIDAD Nº 2: PREPARACIÓN DE SOLUCIÓN PATRÓN PRIMARIO


2.3.1.1. Soluciones patrones

En un laboratorio de análisis químico, las soluciones patrones cumplen un rol primordial en la

mayoría de los métodos de análisis, siendo fundamentales en los métodos de análisis por valoración.

Es por ello que resulta necesario conocer las características que presentan las diferentes soluciones,

como también, considerar cómo es su preparación y la expresión de su concentración. De esto

dependerá la validez del resultado analítico alcanzado. Las soluciones patrones pueden ser de dos

tipos: primario y secundario. Una de las principales diferencia entre estas soluciones es la manera en

la que se establece la concentración exacta de la solución preparada.

Una solución patrón puede ser preparada por disolución de la sustancia sólida o por dilución de

una solución más concentrada. Para la disolución de una sustancia se debe tener en cuenta, entre

otras cosas, su solubilidad en el solvente que se utilizará para la preparación. En cambio, para la

dilución de una solución más concentrada se debe considerar el solvente en el que ha sido preparada

la solución a diluir y el solvente en la que se preparará la solución diluida. El solvente utilizado

universalmente para la preparación de soluciones patrones es el agua de laboratorio (destilada, ultra-

pura, de ósmosis inversa); en caso de haber sido preparada con otro solvente, debe estar claramente

especificado en su rótulo.

2.3.1.1.1. SOLUCIÓN PATRÓN PRIMARIO – SPP

Son soluciones preparadas a partir de sustancias que cumplen con las especificaciones de una

sustancia estándar primario o sustancia patrón primario (spp). Se utilizan para la valoración de

muestras o soluciones que no cumplen las especificaciones de patrón primario.

Una spp (sustancia) es un compuesto de alta pureza que se utiliza como material de referencia en

métodos de valoración gravimétricos y volumétricos. Un compuesto considerado spp debe reunir los

siguientes requerimientos:

tener una pureza mayor al 99.9%, con un nivel de impureza tolerable de 0.01-0.02%,

especificándose los métodos establecidos para confirmar su pureza,

ser indefinidamente estable a temperatura ambiente y estable a temperaturas de secado,

no contener agua de hidratación para evitar modificaciones en su composición con las

variaciones de humedad,

presentar una masa molar razonablemente elevada de manera de minimizar el error relativo

al pesar una masa del patrón,

ser de fácil obtención y relativamente de bajo costo.

Hay muy pocos compuestos y soluciones que cumplen con los requisitos descritos y sólo se

dispone de un número limitado de patrones primarios.

Preparación de una SPP por disolución de una spp

Una SPP puede ser preparada por pesada de una masa correspondiente de spp y posterior

disolución. Las spp deben secarse siempre antes de utilizarse a fin de eliminar trazas de agua

adsorbida desde la atmósfera. Para la preparación de una SPP se utilizan balanzas analíticas

calibradas y material de vidrio para medición de volumen exacto, de alta calidad, por ejemplo, matraz

aforado y pipeta aforada. Debido a la elevada pureza de la sustancia (spp, 99.9%) y el uso de

material volumétrico exacto de alta calidad, la concentración de estas soluciones se obtiene

directamente a partir de la relación entre la masa pesada y el volumen preparado. Por ejemplo, la

concentración expresada en mol/L de una SPP, se calcula según

[𝐒𝐏𝐏] [𝑚𝑜𝑙

𝐿] =

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑝𝑒𝑠𝑎𝑑𝑎 [𝑔]

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑝𝑟𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑑𝑜 [𝐿]×

1

𝑃𝐹 [𝑔

𝑚𝑜𝑙]



32

Entonces, para asegurar la veracidad de la concentración de la solución es necesario extremar los

cuidados durante su preparación, entre ellos, realizar una pesada meticulosa de la sustancia sólida,

realizar una transferencia cuantitativa de la sustancia pesada a un matraz volumétrico y completar

exactamente el volumen con el solvente, sin cometer errores de paralaje.

Preparación de una SPP por dilución de una SPP concentrada

Una SPP puede ser preparada también por dilución de una SPP más concentrada. En ese caso, la

concentración se determina a partir del factor de dilución aplicado a la mayor concentración y su

incertidumbre se calcula a partir de la propagación de los errores asociados a la dilución y la

concentración de la solución más concentrada. Una SPP preparada por dilución no necesita ser

valorada debido a que su carácter de patrón primario se mantiene si se respetan las consideraciones

experimentales necesarias para su correcta preparación, entre otras cosas, la utilización de material

volumétrico exacto. Así, la concentración de la SPP preparada por dilución se obtiene considerando

que el número de moles de sustancia contenidos en un volumen V de concentración molar [SPP] son

iguales en ambas soluciones, concentrada y diluida, es decir:

[𝐒𝐏𝐏𝒄𝒐𝒏𝒄] [𝑚𝑜𝑙

𝐿] × 𝑉𝑐𝑜𝑛𝑐[𝑚𝐿] = [𝐒𝐏𝐏𝒅𝒊𝒍] [

𝑚𝑜𝑙

𝐿] × 𝑉𝑑𝑖𝑙[𝑚𝐿]

De esta relación, se tiene que

[𝐒𝐏𝐏𝒅𝒊𝒍] [𝑚𝑜𝑙

𝐿] = [𝐒𝐏𝐏𝒄𝒐𝒏𝒄] [

𝑚𝑜𝑙

𝐿] ×

𝑉𝑐𝑜𝑛𝑐[𝑚𝐿]

𝑉𝑑𝑖𝑙[𝑚𝐿]= [𝐒𝐏𝐏𝒄𝒐𝒏𝒄] × 𝐷

Siendo D el factor de dilución aplicado a la concentración de la solución más concentrada. En

términos experimentales, Vconc se refiere al volumen de la alícuota tomada de la solución concentrada,

que ha de tomarse con pipeta aforada y Vdil es el volumen de solución diluida preparada, que ha de

prepararse en matraz aforado, así:

[𝐒𝐏𝐏𝒅𝒊𝒍] [𝑚𝑜𝑙

𝐿] = [𝐒𝐏𝐏𝒄𝒐𝒏𝒄] [

𝑚𝑜𝑙

𝐿] ×

𝑉𝑝𝑖𝑝.𝑎𝑓.[𝑚𝐿]

𝑉𝑚𝑎𝑡𝑟𝑎𝑧[𝑚𝐿]= [𝐒𝐏𝐏𝒄𝒐𝒏𝒄] × 𝐷

2.3.1.1.2. SOLUCIÓN PATRÓN SECUNDARIO – SPS

Son soluciones preparadas a partir de sustancias patrón secundario, es decir sustancias que NO

cumplen con algunas de las especificaciones de spp, o a partir de soluciones estándares de calidad

inferior a las SPP. A diferencia de una SPP, las SPS deben ser estandarizadas frente a un patrón

primario o frente a una solución previamente valorada de la que se conoce su concentración exacta.

Las SPS estandarizadas son soluciones que se utilizan en la mayoría de las valoraciones de

soluciones debido a que su costo es relativamente inferior a las SPP. En la valoración, la SPS es el

agente que se dispensa desde la bureta, denominado titulante. Sin embargo, en algunos casos,

puede ser el caso en el que un volumen exacto (alícuota) de la SPS estandarizada se toma y se titula

con una solución de concentración desconocida que actúa como titulante.

A diferencia del procedimiento de preparación de una SPP, no es requisito que el material

volumétrico a utilizar para la preparación de una SPS sea de volumen exacto o de alta calidad, debido

a que estas soluciones deben ser valoradas posteriormente para determinar su concentración exacta.

Es por ello que las concentraciones de las SPS presentan un error o incertidumbre mayor a la de una

SPP. Una SPS puede ser preparada utilizando material volumétrico graduado, por ejemplo, pipeta

graduada y probeta con tapa.



33

2.3.2. PREPARACIÓN DE SOLUCIÓN PATRON PRIMARIO

2.3.2.1. Planteo del problema analítico

Se debe preparar una SPP por disolución de una masa exacta de spp, que será utilizada para la

valoración de una SPS de AgNO3 de concentración ~0.02 mol/L.

2.3.2.2. Procedimiento experimental

Material necesario

1. Sustancia patrón primario seco (en estufa a 110ºC)

2. Pesasustancia

3. Desecador


5. Agua destilada

6. Matraz aforado de 100.00 mL

Procedimiento

Etapa 1: cálculos previos

Previo a la preparación de la solución, se deben realizar todos los cálculos necesarios a fin de

conocer la masa de spp que se deberá pesar para obtener la SPP de concentración establecida.

Para ello se deberán tener en cuenta todas las condiciones del procedimiento experimental. A

continuación, se listan las consideraciones a tener en cuenta en los cálculos previos:

1. Equilibrio involucrado en la reacción de valoración: en este caso, la reacción de valoración se

basa en una reacción por formación de precipitado, denominada “argentometría”, en la que

los iones Cl– reaccionan con los iones Ag

+ formando el AgCl, que es un precipitado blanco. La

reacción se produce equivalente a equivalente y la reacción de titulación se puede

representar como:

𝐴𝑔+ + 𝐶𝑙− → 𝐴𝑔𝐶𝑙↓

2. Naturaleza química de la sustancia: determinación del peso fórmula (PF) o peso equivalente

(Peq), según corresponda, de la spp NaCl.

𝑃𝑒𝑞𝑁𝑎𝐶𝑙 [𝑔

𝑒𝑞] =

𝑃𝐹𝑁𝑎𝐶𝑙

𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑖𝑛𝑣𝑜𝑙𝑢𝑐𝑟𝑎𝑑𝑜𝑠=

58.447𝑔

1𝑒𝑞= 58.447𝑔/𝑒𝑞

3. Concentración de la SPS a valorar: es la concentración aproximada de la solución de AgNO3

que se ha de valorar. En este caso, 0.02 mol/L. Dado que se intercambia 1 ion monovalente

durante la reacción, se tiene que la concentración del AgNO3 es de 0.02 eq/L

4. Volumen de SPP a preparar: este volumen lo establece el operador en función del material

disponible en el laboratorio y el volumen a gastar en la valoración. En este caso, se establece

un volumen de 100.00 mL

5. Concentración de SPP a preparar: para conocer este valor, es necesario en primer lugar

establecer el sistema experimental (material de vidrio y reactivos) que se utilizarán para la

valoración:

a. Se utilizará una bureta de 10.00 mL (valor establecido por el operario).

b. Se estima gastar un volumen de titulante (SPS de concentración aprox. 0.02 eq/L) de

aproximadamente 4/5 del valor nominal de la bureta.

c. Se valorarán alícuotas de 10.00 mL de SPP (valor establecido por el operario).

Establecidas todas las condiciones, se obtiene el siguiente esquema de valoración:



34

Así, en el punto final de la valoración se tiene que:

𝑚𝑒𝑞 𝑡𝑖𝑡𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜𝑠 = 𝑚𝑒𝑞 𝑡𝑖𝑡𝑢𝑙𝑎𝑛𝑡𝑒

𝑚𝑒𝑞 𝐶𝑙– = 𝑚𝑒𝑞𝐴𝑔+

𝑉𝑎𝑙𝑖𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎 × [𝑆𝑃𝑃] = 𝑉𝑎 𝑔𝑎𝑠𝑡𝑎𝑟 × [𝑆𝑃𝑆]

10.00 𝑚𝐿 × [𝑆𝑃𝑃] = 8 𝑚𝐿 × 0.02𝑚𝑒𝑞

𝑚𝐿

[𝑆𝑃𝑃] =8 𝑚𝐿 × 0.02

𝑚𝑒𝑞𝑚𝐿

10.00𝑚𝐿= 𝟎. 𝟎𝟏𝟔 𝒎𝒆𝒒/𝒎𝑳

6. Obtención de masa teórica de spp a pesar: es la masa de spp que se debe pesar para

preparar 100.00 mL de una solución de NaCl de concentración 0.016 meq/mL. Entonces,

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑎𝑁𝑎𝐶𝑙 = [𝑆𝑃𝑃] [𝑚𝑒𝑞

𝑚𝐿] × 𝑉𝑜𝑙 𝑎 𝑝𝑟𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑟 [𝑚𝐿] × 𝑃𝑒𝑞 [

𝑚𝑔

𝑚𝑒𝑞]

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑎𝑁𝑎𝐶𝑙 = 0.016 𝑚𝑒𝑞

𝑚𝐿× 100.00𝑚𝐿 × 58.447

𝑚𝑔

𝑚𝑒𝑞

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑎𝑁𝑎𝐶𝑙 = 𝟗𝟑. 𝟓 𝒎𝒈


1. Colocar el pesasustancia, limpio y seco, (que estuvo previamente en estufa por un periodo de

al menos 2 h a 110°C y estabilizado a temperatura ambiente en desecador) en el platillo de la

balanza y llevar la balanza a cero (tara). Recordar que el pesasustancia debe ser agarrado

con pinzas o guantes para evitar la transferencia de masa desde los dedos hacia el

recipiente.

2. Pesar una masa de spp (previamente secada a 110ºC) lo más aproximada posible a la masa

teórica calculada. Recordar que la masa pesada es exacta, porque lo que se deben minimizar

los errores durante el procedimiento de pesado. La pesada debe ser un procedimiento rápido

y seguro a fin de evitar que la spp tome humedad del ambiente. Nunca debe sacarse

sustancia que se colocó en el pesasustancia. Si ocurren derrames por fuera del

pesastustancia, se debe repetir la operación.

3. Registrar la masa exacta de spp pesada (mspp).

4. Retirar cuidadosamente el pesasustancia con la spp de la balanza.

5. Transferir el sólido pesado directamente al matraz aforado de 100.00 mL perfectamente

limpio, enjuagando el pesasustancia con pequeñas fracciones de agua destilada para

asegurar la transferencia cuantitativa de la sustancia.



35

6. Agregar agua destilada hasta aproximadamente ¾ del volumen nominal del matraz y agitar

por rotación, evitando proyecciones por arriba del aforo, hasta disolución completa de la

sustancia.

7. Completar el volumen con agua destilada hasta el aforo, evitando errores de paralaje.

8. Tapar el matraz y homogeneizar por inversión al menos 10 veces.

9. Transferir a un recipiente adecuado para el almacenamiento de la SPP.

10. Rotular indicando nombre y concentración exacta de SPP, fecha de preparación y nombre de

analista. Tener en cuenta que lo aconsejado por el sistema internacional de unidades es

expresar la concentración en mol/L si se conoce el PF de la sustancia; de lo contrario se

admite la expresión en g/L.

Etapa 3: cálculo de la concentración exacta de la SPP

La concentración de la solución se calcula a partir de la relación directa de la masa exacta pesada

y el volumen exacto preparado. A continuación, se presentará un ejemplo a fin de mostrar el

procedimiento de cálculo para la obtención del resultado analítico.

o Masa teórica calculada (cálculos previos): 93.5 mg

o Masa exacta pesada (experimental): 95.4 mg

[𝑆𝑃𝑃] [𝑚𝑒𝑞

𝑚𝐿] =

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑒𝑥𝑎𝑐𝑡𝑎 𝑝𝑒𝑠𝑎𝑑𝑎𝑁𝑎𝐶𝑙

𝑉𝑜𝑙 𝑝𝑟𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑑𝑜 [𝑚𝐿] × 𝑃𝑒𝑞 [𝑚𝑔𝑚𝑒𝑞

]=

95.4 𝑚𝑔

100.00 𝑚𝐿 × 58.447𝑚𝑔𝑚𝑒𝑞

= 0.0163225𝑚𝑒𝑞

𝑚𝐿


Para el caso de preparación de SPP por disolución de una spp, la incertidumbre del resultado se

obtiene a partir de las incertidumbres asociadas al procedimiento experimental, que se pueden

identificar en la expresión de cálculo utilizada para la obtención de su concentración.

Para la concentración de la SPP, el error está dado por el error instrumental de la balanza analítica,

es decir, su incertidumbre absoluta (Ia,balanza) en cada medición, la incertidumbre asociada al matraz

aforado, es decir, la tolerancia tabulada (Anexo I) y la incertidumbre asociada al Peq del NaCl.

Para el caso de la masa pesada, hay que tener en cuenta que en el procedimiento experimental se

realizaron dos lecturas para el registro de la masa: 1- tara de balanza al inicio del procedimiento y 2-

lectura de la masa de spp, por lo tanto,

𝐈𝐚,magua= √(𝐈𝐚,tara)

2+ (𝐈𝐚,medicion)



2= √(0.1 𝑚𝑔)2 + (0.1 𝑚𝑔)2 = 0.14 𝑚𝑔

Por otro lado, se tiene que la tolerancia para un matraz aforado de volumen nominal de 100.00 mL,

clase A es de 0.12 mL, por lo que:

𝐈𝐚,vol𝐒𝐏𝐏= 0.08 𝑚𝐿

Por último, para los datos obtenidos de tabla se considera que la incertidumbre absoluta está en la

última cifra significativa. De esta manera, para el Peq se tiene que:

𝐈𝐚,Peq𝑁𝑎𝐶𝑙= 0.001 𝑚𝑔/𝑚𝑒𝑞


relativas (Ir) de cada factor involucrado en la expresión de cálculo. De esta manera,

𝐈𝐫,m𝐬𝐩𝐩=

𝐈𝐚,m𝐬𝐩𝐩

m𝐬𝐩𝐩

=0.14 𝑚𝑔

95.4 𝑚𝑔= 1.5 × 10−3

𝐈𝐫,m𝐬𝐩𝐩=

𝐈𝐚,vol𝐒𝐏𝐏

vol𝐒𝐏𝐏

=0.08 𝑚𝐿

100.00 𝑚𝐿= 8 × 10−4



36

𝐈𝐫,PeqNaCl=

𝐈𝐚,PeqNaCl

PeqNaCl

=0.001 𝑚𝑔/𝑚𝑒𝑞

58.447 𝑚𝑔/𝑚𝑒𝑞= 1.7 × 10−4

Finalmente, la Ir y la Ia del resultado se obtienen según,

𝐈𝐫,[𝐒𝐏𝐏] = √𝐈𝐫,m𝐬𝐩𝐩

2 + 𝐈𝐫,m𝐬𝐩𝐩

2 + 𝐈𝐫,PeqNaCl

2 = 0.025

𝐈𝐚,[𝐒𝐏𝐏] = 𝐈𝐫,[𝐒𝐏𝐏] × [𝑆𝑃𝑃] = 0.0163225𝑚𝑒𝑞

𝑚𝐿× 0.025 = 4.1× 10−4

𝑚𝑒𝑞

𝑚𝐿

Entonces, considerando la relación equivalente-mol detallada anteriormente, la concentración en

mol/L de la SPP queda correctamente expresada como



2.4. ACTIVIDAD Nº 3: DETERMINACIÓN DE HUMEDAD DE UNA SUSTANCIA


2.4.1.1. Fundamento de la determinación

El contenido de agua adsorbida de una sustancia, expresado como % de humedad (%H), es

variable y depende tanto de la naturaleza del producto como de su conservación. La determinación

del %H de una sustancia es una práctica realizada con frecuencia en los laboratorios de análisis

debido a que introduce un error sistemático en la preparación de las soluciones y repercute

significativamente en los resultados analíticos. En este último aspecto, es necesario aclarar los

siguientes conceptos:

% de pureza de una sustancia: se refiere a la masa de la sustancia indicada contenida en la

masa total de producto y se expresa como gsustancia por cada 100 gproducto (expresado como % m/m)

% de humedad de una sustancia: se refiere a la masa de agua contenida en la masa total de

producto y se expresa como gH2O por cada 100gproducto

Para la preparación de soluciones es necesario determinar el contenido de humedad de la

sustancia a fin de poder efectuar los cálculos correctos, como también, conocer el % de pureza de la

sustancia a utilizar. La expresión del % de pureza de una sustancia dependerá de la manera en la

que ha sido determinada:

% de pureza en Base Seca (BS): La determinación de % de pureza se realiza utilizando el

producto original, es decir, considerando el %H de la sustancia, pero la expresión del resultado se

realiza considerándose producto seco. De esta manera, su expresión NO depende del % de

humedad, es decir, el % de pureza en BS es único.

% de pureza en Base Húmeda (BH): La determinación de % de pureza se realiza utilizando el

producto original, es decir, considerando el %H de la sustancia. Su expresión SI depende del

(0.0163 ± 0.0004) mol/L

Solución preparada: Solución patrón primario de NaCl

Metodología: por disolución de spp.

Informaciones del rótulo de la spp: Marca Merck-Millipore, Suprapur®, Lote 432

Concentración: (0.0163 ± 0.0004) mol/L

Observaciones:-



37

contenido de humedad, es decir, un producto con diferente contenido de humedad tendrá % de

pureza en BH diferente.

2.4.1.2. Métodos analíticos para la determinación del % de humedad

Método Directo: método basado en la reacción del agua con un reactivo titulante denominado

de Karl-Fischer. Permite la determinación de un contenido de humedad muy pequeño y permite

también la determinación del contenido de agua ligada presente en la estructura química de la

sustancia. Si bien la reacción es muy sensible, el reactivo utilizado para titular es altamente tóxico.

Método indirecto: basado en la diferencia de masas de la sustancia obtenidas antes y

después de un proceso de secado. Es un método muy sencillo y accesible que consiste en el secado

de una masa húmeda perfectamente conocida hasta valor de masa constante.

El método indirecto para la determinación del %H de una sustancia se basa en el proceso de

secado de la sustancia para la eliminación del agua contenida. La selección de las condiciones del

método depende de las propiedades fisicoquímicas de la sustancia, principalmente su temperatura de

fusión y temperatura de descomposición.

El secado en estufa a temperatura controlada y a presión atmosférica es el método más

frecuentemente utilizado para sustancias termoestables. A temperatura constante de 100 – 105 ºC

(temperatura de evaporación del agua), por un periodo de al menos 1 hora, se elimina el agua

absorbida en la sustancia. Sin embargo, existen sustancias que se carbonizan o descomponen a la

temperatura de evaporación del agua, por ejemplo, las sustancias orgánicas como hidratos de

carbono, aminoácidos, algunos fármacos, macromoléculas, entre otras. Por otro lado, algunas

sustancias poseen moléculas de agua en sus redes cristalinas, denominada agua de constitución,

que son sales con hidratos en su constitución cristalina, por ej. MgSO4·7H2O. En estos casos, si el

proceso de secado no es controlado, puede perderse agua combinada, lo que cambiaría la fórmula

estequiométrica de la sustancia y, en consecuencia, introducir errores en los resultados analíticos

(%H con error por exceso). Además, algunos sólidos pueden presentar puntos de fusión a

temperaturas menores a la de evaporación del agua. Para todos estos casos, se deben utilizar

métodos menos enérgicos, entre ellos:

Secado a baja temperatura controlada y a presión reducida (o vacío) en estufa.

Secado a temperatura controlada y arrastre de aire forzado mediante corriente de un gas

inerte.

Secado por agentes desecantes (cloruro de calcio, gel de sílice, alúmina, sulfato de calcio,

perclorato de magnesio) en desecadores a temperatura ambiente y a presión reducida (o vacío).

2.4.1.3. Operatoria general para la determinación del %H por método

indirecto

En primer lugar, se debe secar una cápsula de porcelana, perfectamente limpia, en idénticas

condiciones en la que se procederá para el secado de la sustancia, por al menos 2 horas. Al retirarla

de la estufa, se debe dejar que tome temperatura ambiente en un desecador correctamente cerrado.

Utilizando pinzas u otro elemento para no tocar la cápsula con las manos, se la coloca en el platillo de

la balanza y se registra su masa como “masa de cápsula vacía”. Sin sacar la cápsula de la balanza y

con la ayuda de una espátula o cuchara, se vierte cuidadosamente una cantidad de sustancia de

aproximadamente 1g y se registra esta masa como “masa de sustancia húmeda”. Se debe procurar

que la sustancia quede lo más distribuida posible en la cápsula a fin de tener mayor superficie de

contacto con el aire y facilitar el proceso de secado. Posteriormente, colocar la cápsula con la

sustancia en la estufa o desecador en las condiciones de temperatura y presión establecidas para la

sustancia durante 1 hora. Transcurrido el tiempo, sacar la cápsula con la sustancia de la estufa y

dejar que tome temperatura ambiente en el desecador. Colocar la cápsula en la balanza y registrar la

masa como “masa de cápsula con sustancia seca”. Repetir la operación de secado y pesada de la

cápsula con la sustancia hasta que la masa se registre constante, es decir, hasta valores de masa

que no presenten variación, lo que indicará que la sustancia ha perdido toda el agua contenida.



38

Recordar que antes de proceder al pesaje, se debe verificar el correcto funcionamiento de la

balanza analítica, su ubicación en una mesada nivelada y fuera de corrientes de aire, su calibración y

su estabilidad.

Finalizado el procedimiento experimental, se efectúan los cálculos para obtener el resultado

analítico del %H de la sustancia. La expresión de cálculo general para obtener el % de humedad de

una sustancia es:

% 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 =𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑎

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑎× 100

Los cálculos correspondientes para la correcta expresión del resultado analítico se detallan en la

sección siguiente.


Muestra a analizar

Solución muestra de sal de mesa

Muestra compuesta por NaCl y enriquecida con NaYO3

La sal de mesa es una sal compuesta mayoritariamente por cloruro de sodio y es utilizada para

consumo. Es una sustancia altamente higroscópica y muy estable a altas temperaturas (temperatura

de fusión ~ 800°C).

Determinación

Contenido de humedad por método indirecto de secado en estufa a temperatura controlada de

105°C y a presión atmosférica.

Material necesario

1. Cápsula de porcelana

2. Estufa a 105°C

3. Desecador


Procedimiento


1. Pesar la cápsula vacía, limpia y seca, que estuvo previamente en estufa por un periodo de al

menos 2 h a 105°C y estabilizada a temperatura ambiente en desecador.

2. Registrar la masa de cápsula vacía (mCV).

3. Sin retirar la cápsula, pesar aproximadamente 1 g de sal de mesa.

4. Registrar la masa de cápsula con sustancia húmeda (mCSH).

5. Calcular la masa de sustancia húmeda por diferencia de mCV y mCSH (mSH).

6. Colocar la cápsula con la sustancia en estufa a 105°C durante 1 hora.

7. Retirar la cápsula de la estufa y colocarla en un desecador hasta alcanzar temperatura

ambiente.

8. Pesar la cápsula con la sustancia.

9. Registrar la masa de cápsula con sustancia seca 1 (mCSS1).

10. Calcular la masa de sustancia seca 1 por diferencia de mCV y mCSS1 (mSS1).

11. Repetir n veces los pasos 6 a 10, hasta lograr mSS constante.



39


Los valores se presentan a modo de ejemplo.

Tiempo de

secado (h) Nomenclatura

Masa total

(g)

Masa de sustancia

(g)

0 Cápsula vacía (CV) mCV 25.0236 - -

0 Cápsula + sustancia húmeda (SH) mCSH 26.2692 mSH

(mCSH-mCV) 1.2456

1.0 Cápsula + sustancia seca 1 (SS1) mCSS1 26.1148 mSS1 1.0912




Etapa 3: cálculos para la obtención del %H

El %H se obtiene según la siguiente expresión:

% 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 =𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑎

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑢𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑎× 100

donde la masa de agua contenida en la sustancia se obtiene por diferencia de la sustancia

considerada seca y la sustancia húmeda. Por lo tanto,

Masa de agua contenida (magua) = masa de sustancia húmeda – masa de sustancia seca

magua= mSH – mSSn

De la tabla de datos se obtiene entonces que la masa de agua contenida en la muestra analizada

es

magua = mSH – mSS4= 1.2456 g – 1.0796 g

magua=0.1660 g

De esta manera,

% 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 =𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎

𝑚𝑆𝐻

× 100 =𝟎. 𝟏𝟔𝟔𝟎 𝒈

𝟏. 𝟐𝟒𝟓𝟔 𝒈× 100

% 𝒅𝒆 𝒉𝒖𝒎𝒆𝒅𝒂𝒅 = 𝟏𝟑. 𝟑𝟐𝟔𝟗 %


Para la correcta expresión del resultado analítico es necesario, en primer lugar, calcular el número

de cifras significativas del resultado mediante la estrategia de propagación del error. A partir de la

expresión de cálculo utilizada para la obtención del %H es posible identificar los factores que

contribuyen al error.

En este caso experimental, el error está dado por el error instrumental de la balanza analítica, es

decir, su incertidumbre absoluta (Ia,balanza) en cada medición, que en este caso es de ±0.1 mg. En el

procedimiento experimental se realizó una única medición para cada registro de masa. Por lo tanto,

para obtener los errores involucrados en la obtención del resultado, en primer lugar se deben

identificar los pasos en donde el proceso de medición experimental estuvo involucrado. De esta

manera, se obtiene que:

% 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 =𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎

𝑚𝑆𝐻

× 100 =𝑚𝑆𝐻 − 𝑚𝑆𝑆4

𝑚𝑆𝐻

× 100

Los valores de los factores involucrados se obtuvieron por diferencia de las masas registradas de

la capsula vacía y la cápsula con sustancia húmeda y seca, respectivamente. Entonces, la Ia,balanza



40

tiene su implicancia directa en: masa de cápsula vacía, masa de cápsula con sustancia húmeda y

masa de cápsula con sustancia seca. De esta manera se obtiene que:

%𝐻 =𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎

𝑚𝑆𝐻

× 100 =𝑚𝑆𝐻 − 𝑚𝑆𝑆4

𝑚𝑆𝐻

× 100 =(𝑚𝐶𝑆𝐻 − 𝑚𝐶𝑉) − (𝑚𝐶𝑆𝑆4 − 𝑚𝐶𝑉)

(𝑚𝐶𝑆𝐻 − 𝑚𝐶𝑉)× 100

=𝑚𝐶𝑆𝐻 − 𝑚𝐶𝑆𝑆4

(𝑚𝐶𝑆𝐻 − 𝑚𝐶𝑉)× 100

Recordar: que para la obtención de la incertidumbre absoluta (Ia) del resultado, la propagación del

error se realiza teniendo en cuenta las operaciones matemáticas involucradas en la expresión de

cálculo utilizada para la obtención del resultado. La propagación del error de operaciones

matemáticas de sumas y restas se analiza primero y se realiza mediante la propagación de las Ia de

cada factor.

En el presente caso, la Ia de la masa de sustancia húmeda (mSH) se obtienen considerando los

factores involucrados en su cálculo:

𝐈𝐚,mSH= √(𝐈𝐚,mCSH

)2

+ (𝐈𝐚,mCV)



2= √(0.1 𝑚𝑔)2 + (0.1 𝑚𝑔)2 = 0.14 𝑚𝑔

De la misma manera, la Ia para la masa de agua contenida (magua) se obtiene considerando las Ia

de los factores involucrados en su cálculo, es decir, mCSH y mCSS4. Entonces,

𝐈𝐚,magua= √(𝐈𝐚,mCSH

)2

+ (𝐈𝐚,mCSS4)



2= √(0.1 𝑚𝑔)2 + (0.1 𝑚𝑔)2 = 0.14 𝑚𝑔

Obtenidas las Ia de todos los factores involucrados en el cálculo del % H, se realiza la propagación

de errores de las operaciones matemáticas de multiplicación y división mediante propagación de las

incertidumbres relativas (Ir) de cada factor involucrado. La Ir se obtiene considerando el valor del

factor correspondiente. Así, los factores involucrados en el cociente de la expresión matemática son

magua y mSH y, por lo tanto, sus Ir se calculan según:

𝐈𝐫,magua=

𝐈𝐚,magua

magua

=0.14 𝑚𝑔

166.0 𝑚𝑔= 8.4 × 10−4

𝐈𝐫,mSH=

𝐈𝐚,mSH

mSH

=0.14 𝑚𝑔

1245.6 𝑚𝑔= 1.1 × 10−4

La Ir para el %H calculado es;

𝐈𝐫,%H = √(𝐈𝐫,magua)

2

+ (𝐈𝐫,mSH)

2= √(8.4 × 10−4)2 + (1.1 × 10−4)2 = 8.5 × 10−4

Y, por lo tanto:

𝐈𝐚,%H = 𝐈𝐫,%humedad × %H = 8.5 × 10−4 × 13.3269 %

𝐈𝐚,%H = 0.011 % = 0.01 %

Finalmente, la expresión correcta del resultado analítico del %H de la sustancia se realiza teniendo

en cuenta la 𝐈𝐚,%H calculada, resultando:



(13.33 ± 0.01) % de humedad



41

2.5. ACTIVIDAD Nº 4: PREPARACIÓN DE UNA SOLUCIÓN MUESTRA


Los métodos de determinación cuantitativa por volumetría son de gran importancia en el área de la

química analítica porque permiten cuantificar, es decir, determinar la concentración, de determinados

componentes presentes en una solución. Los métodos volumétricos son utilizados no solo para

determinar la concentración de soluciones patrones, sino también, para cuantificar compuestos que

estén presentes en muestras de diferente naturaleza y composición, que puede ser sólidas, líquidas o

gaseosas.

Se denomina muestra de laboratorio a una fracción representativa de aquello que se desea

analizar y que será sometida a análisis. El muestreo es el proceso para obtener una pequeña masa

de un material cuya composición represente con exactitud a todo el material muestreado. Es muy

importante realizar un buen muestreo ya que se debe obtener información significativa del material de

donde se obtuvo la muestra y que esa información represente el comportamiento global del material.

La preparación de una muestra para una determinada medida puede incluir una serie de pasos que

facilitarán el proceso de medición propiamente dicho y brindarán información útil acerca de la

composición de la muestra, por ejemplo, la determinación del contenido de humedad.

La mayoría de los análisis se realizan en soluciones de la muestra preparada con el solvente

adecuado. La preparación de estas soluciones debe hacerse en condiciones que aseguren la

representatividad de la muestra, evitando en todo momento la pérdida del analito a determinar. Es por

ello que, además del proceso de preparación de la muestra, la preparación de la solución muestra

que será utilizada en el análisis debe realizarse siguiendo las mismas consideraciones que las

establecidas para la preparación de una SPP: pesada de una masa exacta en balanza analítica,

medición de una alícuota y preparación de volumen final exacto, utilizando material volumétrico de

medición exacto de volumen (pipeta aforada, matraz aforado).



Se debe preparar una solución muestra por disolución de una masa representativa de muestra

sólida, que será utilizada para su valoración con una SPS de AgNO3 valorada de concentración de

0.0212 ± 0.0005 mol/L.

2.5.2.1. Preparación de la solución muestra

Material necesario

1. Pesasustancia



Muestra: Sal de mesa – Cloruro de sodio

Informaciones del rótulo de la muestra: Sal fina – Marca Celusal

Determinación: % de humedad

Método: Indirecto por diferencia de masa. Secado a temperatura controlada.

Resultado: (13.33 ± 0.01) % de humedad

Observaciones:



42

Procedimiento


Previo a la preparación de la solución, se debe calcular la masa de muestra sólida a pesar para

lograr la solución muestra adecuada para la valoración. Para ello se deberán tener en cuenta las

condiciones involucradas en el procedimiento experimental. A continuación, se listan todas las

consideraciones a tener en cuenta en los cálculos previos.

1. Equilibrio involucrado en la reacción de valoración: la reacción de valoración formación de

precipitado se puede representar como:

𝐴𝑔+ + 𝐶𝑙− → 𝐴𝑔𝐶𝑙↓

2. Características de la muestra: para las muestras sólidas se debe considerar su composición

en términos de la naturaleza de la sustancia a determinar y su contenido (o pureza) en la

muestra, generalmente establecida por el fabricante y si corresponde, el contenido de

humedad. En este caso, la sustancia a determinar es el NaCl que es el compuesto

mayoritario de la sal de mesa (PeqNaCl=58.447 g/eq). Se considerará una composición

(pureza) aproximada al 100% y con un %H de 13.33 ± 0.001%, determinado en la actividad

anterior.

3. SPS utilizada para la valoración de la muestra: solución de AgNO3 valorada frente a una SPP

de NaCl, de concentración 0.0212 ± 0.0005 mol/L. Dado que se intercambia 1 ion

monovalente durante la reacción, se tiene que la concentración del AgNO3 es de 0.0212 ±

0.0005 eq/L

4. Volumen de solución muestra a preparar: lo establece el operador en función del material

disponible en el laboratorio y el volumen de alícuota a emplear en la valoración. En este caso,

se establece un volumen de 50.00 mL

5. Concentración aproximada de analito en la solución muestra a preparar: para conocer este

valor es necesario establecer el sistema experimental (material de vidrio y reactivos) que se

utilizarán para su valoración:

a. Se utilizará una bureta de 10.00 mL (valor establecido por el operario).

b. Se estima gastar un volumen de titulante (SPS de concentración 0.0212 ±

0.0005 eq/L) de aproximadamente 4/5 del valor nominal de la bureta.

c. Se valorarán alícuotas de 5.00 mL de SPP (valor establecido por el operario).

Establecidas las condiciones, se obtiene el siguiente esquema de valoración:

Así, en el punto de equivalencia de la valoración se tiene que:


𝑚𝑒𝑞 𝐶𝑙– = 𝑚𝑒𝑞𝐴𝑔+

𝑉𝑎𝑙𝑖𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎 × [𝑁𝑎𝐶𝑙𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎] = 𝑉𝑎 𝑔𝑎𝑠𝑡𝑎𝑟 × [𝑆𝑃𝑆]



43

5.00 𝑚𝐿 × [𝑁𝑎𝐶𝑙𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎] = 8 𝑚𝐿 × 0.0212𝑚𝑒𝑞

𝑚𝐿

[𝑁𝑎𝐶𝑙𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎] =8 𝑚𝐿 × 0.0212


5.00𝑚𝐿= 0.03392 𝑚𝑒𝑞/𝑚𝐿

6. Obtención de masa de muestra sólida teórica a pesar: es la masa de muestra que se debe

pesar para preparar 50.00 mL de una solución muestra que contenga una concentración de

NaCl de 0.03392 meq/mL. Entonces, considerando una pureza en base seca de 100% y un

contenido de humedad de 13.33%, se tiene que

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑎𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 = [𝑁𝑎𝐶𝑙𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎] [𝑚𝑒𝑞

𝑚𝐿] × 𝑉𝑜𝑙 𝑎 𝑝𝑟𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑟 [𝑚𝐿] × 𝑃𝑒𝑞

𝑁𝑎𝐶𝑙[

𝑚𝑔

𝑚𝑒𝑞] ×

100

100 − %𝐻×

100

𝑝𝑢𝑟𝑒𝑧𝑎

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑎𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 = 0.03392 𝑚𝑒𝑞

𝑚𝐿× 50.00𝑚𝐿 × 58.447

𝑚𝑔

𝑚𝑒𝑞×

100

100 − 13.33×

100

100

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑎𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 = 𝟏𝟏𝟒. 𝟒 𝒎𝒈


1. Colocar el pesasustancia, limpio y seco, en el platillo de la balanza y llevar la balanza a cero

agarrándolo con pinzas o guantes.

2. Pesar una masa de muestra sólida (húmeda) lo más aproximada posible a la masa teórica

calculada.

3. Registrar la masa exacta de muestra sólida pesada (mmuestra).

4. Retirar cuidadosamente el pesasustancia con la muestra de la balanza evitando derrames.

5. Transferir el sólido pesado directamente al matraz aforado de 50.00 mL perfectamente limpio.

6. Agregar agua destilada (solvente) hasta aproximadamente ¾ del volumen nominal del matraz

y agitar por rotación, evitando proyecciones por arriba del aforo, hasta disolución completa de

la sustancia.

7. Completar el volumen con el solvente hasta el aforo, evitando errores de paralaje.

8. Tapar el matraz y homogeneizar por inversión al menos 10 veces.

En este trabajo práctico no se realizará el proceso de valoración de la muestra.


1. Se determinó que una muestra contiene 58.50 % m/m de hierro en base húmeda. A

continuación, se pesaron 856.0 mg de la muestra, se secaron en estufa 3 h a 105 ºC y se

obtuvo una masa de 791.8 mg. Calcular el % de humedad y el % m/m en base seca de la

muestra.

2. ¿Cómo prepararía, explicitando cálculos, operatoria, calidad de droga utilizada y material

empleado, la siguiente solución? 1000.00 mL de un patrón de Zn+2

que tenga 1.0 mg/L de Zn,

en un medio ácido de 0.25 mmol H+/mL, utilizando ZnSO4.7H2O (287.56g/mol) (p.a.) y una

solución de H2SO4 cuya densidad es 1.150 g/mL y contiene 21.38 % m/m, con la finalidad de

dar acidez al medio. Se quiere tener una Ir < 0.4% en la pesada (Ia por pesada= ±0.1 mg).

3. ¿Cómo prepararía, explicitando cálculos, operatoria, calidad de droga utilizada y material

empleado, la siguiente solución? 1000.00 mL de un estándar de As(III) (74.9216 g/mol) de

1.00 mg/L a partir de As2O3 (197.84 g/mol) que se tiene que disolver en NaOH diluido (da

arsenito), se neutraliza y se lleva a volumen. Se debe tener en la pesada una Ir ≤ 0.4 % (Ia por

pesada= ± 0.1 mg).



44

1. Indique la/s respuesta/s correcta/s:

a. Las SPP deben ser valoradas para determinar su concentración.

b. Las SPS deben ser valoradas para determinar su concentración.

c. La preparación de una SPP requiere el uso de material volumétrico exacto.

d. Para que una sustancia sea patrón primario debe tener una pureza mayor al 99.0%.

e. Una SPS siempre se utiliza como reactivo titulante.

f. La preparación de una solución muestra NO requiere el uso de material volumétrico

exacto.

g. Una misma sustancia puede ser clasificada como patrón primario, patrón secundario

o muestra según sus características químicas, su naturaleza y su calidad.

h. Es importante determinar el contenido de agua (%H) de una sustancia ya que

impacta en el resultado analítico.

i. La selección del método utilizado para la determinación de %H depende de la

naturaleza y las características químicas de la sustancia.



45

DOCUMENTACIÓN ANEXA

1. Opción 1: 106406- Merck



46

2. Opción 2: 13434- Sigma-Aldrich



47

3. Opción 3: S3014- Sigma-Aldrich



48

4. Opción 4: PHR1321- Sigma-Aldrich


TP03: Acido-Base

49


Titulación volumétrica ACIDO-BASE

3.1. Objetivos ........................................................................................................................ 50

3.2. Marco teórico: Titulación volumétrica Ácido-Base ..................................................... 50

3.3. Actividad Nº1: Preparación y valoración de un ÁCIDO FUERTE (HCl) ...................... 50

3.3.1. Introducción ............................................................................................................................... 50

3.3.2. Procedimiento experimental ...................................................................................................... 51

3.3.2.1. Planteo del problema analítico ........................................................................................... 51

3.3.2.2. Preparación de una solución de HCl de concentración ~0.05 mol/L por dilución de una

solución concentrada de HCl ~5 mol/L ................................................................................................. 51

3.3.2.3. Preparación de la SPP de Na2CO3 por disolución de spp de Na2CO3 .............................. 52

3.3.2.4. Valoración A-B de la solución de HCl ~0.05 mol/L con la SPP de Na2CO3 ....................... 53

3.4. Actividad Nº2: Preparación y valoración de una BASE FUERTE (NaOH) .................. 56

3.4.1. Introducción ............................................................................................................................... 56

3.4.2. Procedimiento experimental ...................................................................................................... 57

3.4.2.1. Planteo del problema analítico ........................................................................................... 57

3.4.2.2. Preparación de una solución de NaOH de concentración ~0.05 mol/L por dilución de

una solución concentrada de NaOH ~5 mol/L ...................................................................................... 57

3.4.2.3. Preparación de la SPP de KHF por disolución de spp de KHF ......................................... 58

3.4.2.4. Valoración A-B de la solución de NaOH ~0.05 mol/L con la SPP de KHF ........................ 58

3.5. Actividad Nº 5: Preguntas globalizadoras .................................................................... 60

3.6. Manejo de desechos químicos generados durante el trabajo práctico ..................... 60


TP03: Acido-Base

50

3.1. OBJETIVOS

Reconocer aspectos necesarios para la preparación de soluciones patrones.

Desarrollar criterios analíticos para la preparación de soluciones utilizadas en titulaciones.

Adquirir conceptos y destreza experimental relacionados con los métodos de titulación

volumétrica ácido-base.

Obtener, informar e interpretar resultados analíticos con criterios de calidad.

3.2. MARCO TEÓRICO: TITULACIÓN VOLUMÉTRICA ÁCIDO-BASE

Una titulación, o valoración, es un procedimiento analítico en el que se mide cuantitativamente la

capacidad de una sustancia de combinarse con un reactivo. Este procedimiento se lleva a cabo

mediante la adición controlada de un reactivo a la solución hasta llegar al punto final de la reacción

química involucrada. Para que el método de titulación pueda ser llevado a cabo, la reacción química

involucrada en el proceso de titulación debe ser cuantitativa, estequiométrica, selectiva y rápida.

El procedimiento consiste en la adición de un volumen de reactivo titulante en una cantidad

químicamente equivalente a la sustancia a titular, es decir, añadir un número de equivalentes de

reactivo titulante igual al número de equivalentes presentes de la sustancia a titular. Esta situación

se conoce como punto de equivalencia, y es un concepto teórico que indica que la reacción química

involucrada se ha completado. En titulaciones volumétricas, el punto de equivalencia es estimado

mediante la detección de algún cambio físico observable durante la valoración. El punto en el cual se

detecta el cambio asociado al punto de equivalencia se conoce como punto final. Este punto

observable puede darse por un cambio ocasionado por la misma reacción química involucrada o por

adición de un agente externo, llamado indicador. Cuando se utilizan indicadores, estos deben ser

cuidadosamente seleccionados a fin de minimizar el error de titulación, es decir, minimizar la

diferencia entre el punto final y el de equivalencia.

Se conoce como “volumetría ácido-base (A-B)” al conjunto de operaciones que tiene por fin la

determinación de la concentración exacta de una solución de ácido (o de base) de concentración

desconocida por medio de una solución de base (o ácido) de concentración perfectamente conocida

(SPP o SPS). La reacción química involucrada en este tipo de valoraciones es una neutralización A-B

y el punto final es detectado a través del cambio de color de un indicador A-B. Los indicadores A-B

son compuestos orgánicos de naturaleza compleja que en solución acuosa se comportan como

ácidos o bases débiles que presentan coloración diferente dependiendo de su forma protonada o

desprotonada. De esta manera, el cambio de color de la solución dependerá del pH del medio.

3.3. ACTIVIDAD Nº1: PREPARACIÓN Y VALORACIÓN DE UN ÁCIDO FUERTE (HCl)


El ácido clorhídrico (HCl) se utiliza ampliamente como reactivo titulante en la determinación de la

concentración de compuestos de naturaleza alcalina. Al ser un ácido fuerte, en general reacciona

completamente con la especie a titular, de manera que se obtienen puntos finales bien definidos.

Las soluciones diluidas de HCl son muy estables y se preparan por dilución de una solución

concentrada o de un reactivo concentrado comercial. Estas soluciones, como todas las soluciones

ácidas, son estandarizadas mediante una titulación volumétrica A-B con una SPP alcalina, que

generalmente es una solución de carbonato de sodio (Na2CO3, preparada por disolución de la spp), si

bien también pueden utilizarse las SPP de TRIS (tris-(hidroximetil)aminometano), carbonato ácido de

potasio (KHCO3) o tetraborato de sodio decahidratado (Na2B4O7.10H2O).

El Na2CO3 es una base divalente que se neutraliza en 2 etapas, siendo el ácido carbónico (H2CO3)

una especie inestable que en solución se descompone para formar CO2 en disolución.

https://www.monografias.com/trabajos13/mapro/mapro.shtml


TP03: Acido-Base

51

𝐶𝑂32− + 𝐻+ ⇌ 𝐻𝐶𝑂3

−

𝐻𝐶𝑂3− + 𝐻+ ⇌ 𝐻2𝐶𝑂3 ⇌ 𝐶𝑂2 + 𝐻2𝑂

Esta sustancia (CO32–

) puede titularse en 2 puntos finales que corresponden a los puntos de

equivalencia de la primera o la segunda reacción de neutralización involucrada. El primer punto final,

correspondiente a la formación del HCO3−

, se observa a un pH de ~8.3 y el segundo, correspondiente a

la formación del H2CO3, a un pH de ~3.8. En esta titulación, se utiliza el segundo punto de

equivalencia como punto final ya que la variación de pH es mayor y, por lo tanto, confiere mayor

sensibilidad a la valoración.



Preparación de una SPS de HCl de concentración ~0.05 mol/L. El procedimiento experimental

involucra la preparación de la solución de HCl y su posterior valoración con una SPP de Na2CO3.

3.3.2.2. Preparación de una solución de HCl de concentración ~0.05 mol/L

por dilución de una solución concentrada de HCl ~5 mol/L

Material necesario

1. Solución concentrada de HCl de 5 mol/L

2. Agua destilada

3. Pipeta graduada

4. Probeta graduada de 100 mL con tapa

5. Campana de extracción

Procedimiento


Se deben realizar los cálculos previos a fin de conocer el volumen de alícuota (Vconc= incógnita) de

la solución concentrada de HCl (Conc HCl,c = ~5 mol/L) que se deberá tomar para preparar un volumen

definido (Vdil=100mL) de la solución diluida de HCl (Conc HCl,d= ~0.05 mol/L).

La concentración de una solución preparada por dilución de una solución más concentrada se

obtiene teniendo en cuenta que el número de moles de sustancia es igual en ambas soluciones. Así:

𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐻𝐶𝑙𝑆𝑜𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑐 = 𝑚𝑚𝑜𝑙𝑒𝑠 𝐻𝐶𝑙𝑆𝑜𝑙 𝑑𝑖𝑙

𝐶𝑜𝑛𝑐𝐻𝐶𝑙,𝑐 × 𝑉𝑐𝑜𝑛𝑐 = 𝐶𝑜𝑛𝑐𝐻𝐶𝑙,𝑑 × 𝑉𝑑𝑖𝑙

Así, para nuestro sistema se tiene que:


TP03: Acido-Base

52

𝑉𝑐𝑜𝑛𝑐 =𝐶𝑜𝑛𝑐𝐻𝐶𝑙,𝑑

𝐶𝑜𝑛𝑐𝐻𝐶𝑙,𝑐

× 𝑉𝑑𝑖𝑙[𝑚𝐿] =0.05𝑚𝑜𝑙/𝐿

5.0𝑚𝑜𝑙/𝐿× 100𝑚𝐿

𝑽𝒄𝒐𝒏𝒄 = 𝟏𝐦𝐋


Recordar: para la preparación de las SPS no es requisito utilizar material volumétrico exacto,

porque su concentración exacta se determinará mediante la valoración.

La preparación de la solución de ácido se realizará en campana de extracción:

1. Tomar una probeta limpia con tapa y enjuagarla adecuadamente con agua de laboratorio (en

caso de no contar con este material, puede utilizarse un matraz aforado de volumen

adecuado).

2. Transferir a la probeta un volumen de agua destilada de al menos 1/5 del volumen de

solución a preparar.

3. Tomar una pipeta graduada limpia y enjuagarla adecuadamente con agua de laboratorio (en

caso de no contar con este material, puede utilizarse una pipeta aforada del volumen

adecuado).

4. Tomar el volumen de alícuota de HClconc calculado y transferirlo cuidadosamente a la probeta.

5. Completar el volumen final (100 mL) con agua destilada, evitando errores de paralaje.

6. Tapar la probeta y homogeneizar por inversión al menos 10 veces.

7. Rotular (indicando nombre de la sustancia, concentración aproximada, fecha de preparación y

nombre de analista) y almacenar.

3.3.2.3. Preparación de la SPP de Na2CO3 por disolución de spp de

Na2CO3

Material necesario

1. spp de Na2CO3 (almacenado en estufa a 110ºC)

2. Pesasustancia

3. Desecador


5. Agua destilada


Procedimiento


Se deben realizar los cálculos previos a fin de conocer la masa de spp que se deberá pesar para

obtener la SPP de concentración establecida. Las consideraciones a tener en cuenta son:

1. Equilibrio involucrado en la reacción de valoración:

𝐶𝑂32− + 2𝐻+ ⇄ 𝐻2𝐶𝑂3 ⇄ 𝐶𝑂2 + 𝐻2𝑂

2. PFNa2CO3=105.9888


TP03: Acido-Base

53

3. Sistema experimental:

Así, en el punto de equivalencia se tiene que:

𝑚𝑒𝑞𝐶𝑂32− = 𝑚𝑒𝑞 𝐻+

𝑉𝑎𝑙𝑖𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎 × 𝐶𝑜𝑛𝑐CO32− = 𝑉𝑎 𝑔𝑎𝑠𝑡𝑎𝑟 × 𝐶𝑜𝑛𝑐𝐻𝐶𝑙

Entonces,

𝐶𝑜𝑛𝑐CO32− =

𝑉𝑎 𝑔𝑎𝑠𝑡𝑎𝑟 × 𝐶𝑜𝑛𝑐𝐻𝐶𝑙

𝑉𝑎𝑙𝑖𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎=

8 𝑚𝐿 × 0.05𝑒𝑞𝐿

5.00𝑚𝐿= 𝟎. 𝟎𝟖 𝒆𝒒/𝑳

4. Volumen de SPP a preparar: Vol a prep=100.00 mL

5. Obtención de masa teórica de spp a pesar: es la masa de spp a pesar para preparar

100.00 mL de una solución de Na2CO3 de concentración 0.08 eq/L. Entonces, repasando

conceptos del TPNº2, se tiene la siguiente expresión de cálculo para la estimación de la

masa:

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑎𝑁𝑎2𝐶𝑂3= 𝐶𝑜𝑛𝑐CO3

2− × 𝑉𝑜𝑙 𝑎 𝑝𝑟𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑟 × 𝑃𝑒𝑞𝑁𝑎2𝐶𝑂3

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑎𝑁𝑎2𝐶𝑂3= 0.08

𝑚𝑒𝑞

𝑚𝐿× 100.00 𝑚𝐿 × 52.994

𝑚𝑔

𝑚𝑒𝑞= 𝟒𝟐𝟑. 𝟗𝟓𝟓𝟐 𝒎𝒈

Etapa 2: operatoria experimental; -3: cálculo de la concentración exacta de la SPP; -

4: obtención y expresión del resultado analítico y -5: informe de resultados

Seguir los pasos indicados en las etapas 2-5 de la sección 2.3.2 del TP2

3.3.2.4. Valoración A-B de la solución de HCl ~0.05 mol/L con la SPP de

Na2CO3

Material necesario

1. Solución de HCl ~0.05 mol/L a valorar

2. SPP de Na2CO3

3. Erlenmeyer

4. Pipeta aforada de 5.00 mL

5. Bureta de 10.00 mL

6. Mechero de Bunsen y trípode

7. Indicador A-B Verde de Bromocresol (VBC, pH de transición: 3.8-5.4, viraje: amarillo-azul)

Procedimiento

Etapa 1: equilibrio involucrado en la reacción de valoración:

𝐶𝑂32− + 2𝐻+ ⇄ 𝐻2𝐶𝑂3 ⇄ 𝐶𝑂2 + 𝐻2𝑂


TP03: Acido-Base

54


1. Colocar la bureta en el soporte y lavarla con agua de laboratorio, girando la válvula de cierre

periódicamente.

2. Lavar la bureta 1 vez con una porción de la solución de HCl, girando la válvula

periódicamente y descartar la solución.

3. Acondicionar la bureta con la solución HCl para la titulación, quitando todas las burbujas de

aire que puedan quedar en su interior. Recordar: NO deben quedar burbujas entre la punta

final y la válvula de cierre de la bureta.

4. Tomar la alícuota establecida de SPP de Na2CO3 con pipeta aforada y trasvasarla a un

Erlenmeyer limpio.

5. Agregar 3 o 4 gotas de indicador VBC a la solución a titular. Si es necesario, agregar agua de

laboratorio para aumentar el volumen de la solución y mejorar la visualización del cambio de

color.

6. Comenzar a titular:

a. Enrasar la bureta en cero, evitando errores de paralaje.

b. Abrir suavemente la válvula de cierre de la bureta hasta goteo constante, agitando

continuamente la solución del Erlenmeyer hasta obtener el primer cambio de color:

azul-azul verdoso y cerrar la válvula.

c. Calentar la solución del Erlenmeyer durante 1 o 2 minutos hasta que el color de la

solución retorne al azul original para eliminar el CO2 disuelto inespecífico de la

reacción de titulación.

d. Continuar titulando hasta obtener el color verde final y detener la titulación.

7. Leer el volumen de HCl gastado en el punto final, evitando errores de paralaje y registrar.

Recordar: la apreciación en la lectura del volumen gastado es 1/5 de la mínima división

demarcada en el material, en este caso = 0.02 mL (mínima división de bureta= 0.10 mL).

8. Realizar 4 réplicas de titulación (repetir paso 4 a 7).

Etapa 3: Tabulación de datos experimentales y cálculo de la concentración de la SPS

Se utilizaran datos a modo de ejemplo a fin de mostrar el procedimiento de cálculo para la

obtención del resultado analítico

Réplica

meq Na2CO3 meq HCl

Vol alícuota (mL)

Conc 𝐂𝐎𝟑𝟐−

(meq/mL) Vol gastado

(mL) Conc HCl (meq/mL)

1 5.00 0.07985 7.98

2 5.00 0.07985 8.46

3 5.00 0.07985 7.82

4 5.00 0.07985 8.04

Experimentalmente, en el punto final de la titulación se tiene que:


𝑚𝑒𝑞CO32− = 𝑚𝑒𝑞 𝐻+


TP03: Acido-Base

55

𝑉𝑎𝑙𝑖𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎 × 𝐶𝑜𝑛𝑐CO32− = 𝑉𝑔𝑎𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 × 𝐶𝑜𝑛𝑐𝐻𝐶𝑙

Reemplazando con los valores experimentales, se obtiene:

𝐶𝑜𝑛𝑐𝐻𝐶𝑙 =5.00 𝑚𝐿 × 0.07985


𝑉𝑔𝑎𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑚𝐿

De esta manera se obtendrá un valor de concentración de HCl para cada réplica y se completará la

tabla con los valores obtenidos. Recordar que la expresión de la concentración de una solución es

establecida por el SI y para soluciones patrones es mol/L. Entonces:

Réplica meq Na2CO3 meq HCl

Vol

alícuota (mL)

Conc 𝐂𝐎𝟑𝟐−

(meq/mL) Vol gastado

(mL) Conc SPS (meq/mL)

Conc SPS (mol/L)

1 5.00 0.07985 7.98 0.050031 0.050031

2 5.00 0.07985 8.46 0.047193 0.047193

3 5.00 0.07985 7.92 0.050410 0.050410

4 5.00 0.07985 8.04 0.049658 0.049658

Etapa 4: obtención y expresión del resultado analítico. Concentración exacta de la SPS

de HCl

Para la correcta expresión del resultado analítico en un procedimiento que incluye réplicas de una

medición se debe proseguir de la siguiente manera:

1. Obtención del número de cifras significativas mediante la estrategia de propagación del error:

A partir de la expresión de cálculo utilizada para la obtención de la concentración de HCl es posible

identificar los factores que contribuyen al error.

- Incertidumbre de la bureta: hay que tener en cuenta que en el procedimiento experimental se

realizaron dos lecturas por cada registro de volumen gastado: 1- enrase en cero y 2- lectura del

volumen en el punto final:

𝐈𝐚,bureta = √(𝐈𝐚,Vcero)2

+ (𝐈𝐚,Vgastado)2

= √(0.02 𝑚𝐿)2 + (0.02 𝑚𝐿)2 = 0.028 𝑚𝐿

- Incertidumbre de la pipeta aforada (simple aforo, en el caso de doble aforo se debe proceder

de la misma manera que para la bureta), obtenida de tabla:

𝐈𝐚,p.a.5mL = 0.015𝑚𝐿

- Incertidumbre de la concentración de SPP, calculada en 3.3.2.3. (valor a modo de ejemplo)

𝐈𝐚,𝐶𝑜𝑛𝑐CO3

2−= 0.00003𝑚𝑒𝑞/𝑚𝐿


relativas (Ir). (Aclaración: cuando se tiene una serie de valores para una dada medición, se sugiere

realizar el cálculo de Ir utilizando el valor más pequeño como denominador, debido a que será el que

introduce mayor error).

𝐈𝐫,bureta =𝐈𝐚,bureta

𝑉𝑔𝑎𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜,3

=0.028𝑚𝐿

7.82𝑚𝐿= 3.6 × 10−3

𝐈𝐫,p.a.5mL =𝐈𝐚,p.a.5mL

𝑉𝑎𝑙𝑖𝑐𝑢𝑜𝑡𝑎

=0.015𝑚𝐿

5.00𝑚𝐿= 3 × 10−3

𝐈𝐫,𝐶𝑜𝑛𝑐CO3

2−=

𝐈𝐚,𝐶𝑜𝑛𝑐CO3

2−

𝐶𝑜𝑛𝑐CO32−

=0.00003𝑚𝑒𝑞/𝑚𝐿

0.07985𝑚𝑒𝑞/𝑚𝐿= 4 × 10−4


TP03: Acido-Base

56

Finalmente, la 𝐈𝐫,Conc𝐻𝐶𝑙 se obtiene según propagación como:

𝐈𝐫,Conc𝐻𝐶𝑙= √(𝐈𝐫,bureta)

2+ (𝐈𝐫,p.a.5mL

)2

+ (𝐈𝐫,Conc𝐒𝐏𝐏)

2= √(3.6 × 10−3)2 + (3 × 10−3)2 + (4 × 10−4)2

𝐈𝐫,Conc𝐻𝐶𝑙= 4.7× 10−3

Y, por lo tanto:

𝐈𝐚,Conc𝐻𝐶𝑙= 𝐈𝐫,Conc𝐻𝐶𝑙

× 𝐶𝑜𝑛𝑐𝐻𝐶𝑙,3 = 4.7× 10−3 × 0.050410𝑚𝑜𝑙

𝐿= 2 × 10−4

𝑚𝑜𝑙

𝐿

Con el valor de 𝐈𝐚,Conc𝐻𝐶𝑙 se ajustan todos los valores calculados de Conc𝐻𝐶𝑙 al número

correspondiente de cifras significativas, en este caso, al 4to decimal.

Conc SPS (mol/L)

Conc SPS ajustado (mol/L)

0.050031 0.0500

0.047193 0.0472

0.050410 0.0504

0.049658 0.0497

2. Detección de valores atípicos mediante test Q o test de Dixon; Obtención de estadísticos y

cálculo de intervalo de confianza (IC); Expresión correcta del resultado: Seguir los pasos

indicados en la etapa 4 de la sección 1.3.2.1 del TPN 1


3.4. ACTIVIDAD Nº2: PREPARACIÓN Y VALORACIÓN DE UNA BASE FUERTE (NaOH)


El hidróxido de sodio (NaOH) se utiliza ampliamente como reactivo titulante en la determinación de

la concentración de compuestos de naturaleza ácida. Al ser una base fuerte, en general reacciona

completamente con la especie a titular, de manera que se obtienen puntos finales bien definidos. Si

bien el NaOH es la base más común utilizada para la preparación de soluciones patrones empleadas

en titulaciones, también pueden utilizarse hidróxido de potasio (KOH) o hidróxido de bario (Ba(OH)2).

Sin embargo, ninguno de todos estos se obtiene con calidad de patrón primario y, por lo tanto, las

soluciones preparadas a partir de estos compuestos deben estandarizarse después de su

preparación.

La mayoría de los hidróxidos metálicos en solución o en estado sólido reaccionan fácilmente con el

CO2 atmosférico generando carbonatos metálicos, siendo una de sus impurezas más frecuentes. Es

por esto que la preparación de las soluciones de hidróxido debe contemplar alguna estrategia que

permita la eliminación de los carbonatos, como así también, evitar la generación. Para ello, el agua

que se utiliza para la disolución de la sustancia sólida debe ser previamente calentada hasta

ebullición, a fin de eliminar el CO2 disuelto. Las soluciones diluidas de NaOH son relativamente

estables si están protegidas del contacto con la atmósfera. Para su almacenamiento y conservación,

deben utilizarse recipientes plásticos, debido a que reaccionan con los silicatos del vidrio.

Estas soluciones alcalinas son frecuentemente valoradas o estandarizadas mediante una titulación

volumétrica A-B con una SPP ácida que generalmente es una solución de hidrógeno ftalato de

potasio (KHF, preparada por disolución de la spp), aunque también pueden utilizarse las SPP de

ácido benzoico, ácido oxálico cristalino e hidrógeno iodato de potasio.

Concentración de HCl: (�̅� ± 𝐼𝐶) mol/L


TP03: Acido-Base

57

El KHF es un ácido orgánico débil que reacciona cuantitativamente con el NaOH según la siguiente

reacción:

En este caso, el punto final de la valoración se detectará utilizando el indicador fenolftaleína, que

es un compuesto orgánico que no presenta coloración en medio ácido pero presenta una fuerte

coloración rosada en medio alcalino.



Preparación de una SPS de NaOH de concentración ~0.05 mol/L. El procedimiento experimental

involucra la preparación de la solución de NaOH y su posterior valoración con una SPP KHF.

3.4.2.2. Preparación de una solución de NaOH de concentración ~0.05

mol/L por dilución de una solución concentrada de NaOH ~5 mol/L

Material necesario

1. Solución concentrada de HCl de 5 mol/L

2. Pipeta graduada

3. Probeta con tapa de 150 mL (o mayor)

4. Agua destilada

5. Campana de extracción

Procedimiento


Se deben realizar los cálculos previos a fin de conocer el volumen de alícuota (Vconc= incógnita) de

la solución concentrada de NaOH (Conc NaOH,c = ~5 mol/L) que se deberá tomar para preparar un

volumen definido (Vdil= 150 mL) de la solución de NaOH diluida (Conc NaOH,d= ~0.05 mol/L). Seguir los

pasos de la etapa 1 de la sección 3.3.2.2


La preparación de la solución de NaOH se realizará por dilución de una solución concentrada:

1. Tomar una probeta limpia con tapa y enjuagarla adecuadamente con agua de laboratorio.

2. Tomar una pipeta graduada limpia y enjuagarla adecuadamente con agua de laboratorio.

3. Tomar el volumen de alícuota calculado y transferirlo cuidadosamente a la probeta.

4. Completar el volumen final con agua de laboratorio, evitando errores de paralaje.


TP03: Acido-Base

58

5. Tapar la probeta y homogeneizar por inversión al menos 10 veces.

6. Rotular (indicando nombre de la sustancia, concentración aproximada, fecha de preparación y

nombre de analista) y almacenar.

3.4.2.3. Preparación de la SPP de KHF por disolución de spp de KHF

Material necesario

1. spp de KHF (almacenado en estufa a 110ºC)

2. Pesasustancia

3. Desecador


5. Agua destilada


Procedimiento


Previo a la preparación de la solución, se deben realizar todos los cálculos necesarios a fin de

conocer la masa de spp que se deberá pesar para obtener la SPP de concentración establecida.

1. Equilibrio involucrado en la reacción de valoración:

2. PFKHF= 204.22


4. Obtención de masa teórica de spp a pesar: Seguir los pasos de la etapa 1 de la sección

3.3.2.3

Etapa 2: operatoria experimental; -3: cálculo de la concentración exacta de la SPP; -

4: obtención y expresión del resultado analítico y -5: informe de resultados

Seguir los pasos indicados en las etapas 2-5 de la sección 2.3.2.2 del TPN 2

3.4.2.4. Valoración A-B de la solución de NaOH ~0.05 mol/L con la SPP de

KHF

Material necesario

1. Solución preparada de NaOH 0.05 mol/L

2. SPP de KHF de concentración exacta

3. Erlenmeyer

4. Pipeta aforada de 10.00 mL


TP03: Acido-Base

59


6. Indicador ácido-base fenolftaleína (pH de transición: 8.2-10 incoloro-rosado)

Procedimiento

Etapa 1: equilibrio involucrado en la reacción de valoración:


1. Colocar la bureta y acondicionar la bureta.

2. Tomar la alícuota establecida de SPP KHF con pipeta aforada y trasvasarla a un Erlenmeyer.

3. Agregar 3-4 gotas de indicador fenolftaleína a la solución a titular.

4. Titular hasta detectar el primer tinte rosado estable de la solución.

5. Leer el volumen de NaOH gastado en el punto final y registrar.

6. Realizar al menos 4 titulaciones.

Etapa 3: Tabulación de datos experimentales y cálculo de la concentración de la SPS

Se utilizaran datos a modo de ejemplo a fin de mostrar el procedimiento de cálculo para la

obtención del resultado analítico

Réplica

meq KHF meq NaOH

Vol alícuota (mL)

Conc SPP (meq/mL)

Vol gastado (mL)

Conc SPS (meq/mL)

1 10.00

Calculada en el paso 3.5.1.3

2 10.00

3 10.00

4 10.00

Etapa 4: obtención y expresión del resultado analítico. Concentración exacta de HCl

Seguir los pasos indicados en la etapa 4 de la sección 3.3.2.4


Concentración de NaOH: (�̅� ± IC) mol/L


TP03: Acido-Base

60


1. Indique la/s respuesta/s correcta/s y justifique:

a. Para realizar análisis por titulación es importante la cuantitatividad de la reacción

involucrada.

b. El punto final y el punto de equivalencia de una reacción de titulación volumétrica son

conceptualmente idénticos y se consideran sinónimos.

c. En las valoraciones volumétricas, el punto final de la reacción es observable a través

de un cambio físico en la solución y depende de la naturaleza del indicador.

d. Las soluciones patrones se preparan con material volumétrico exacto y no deben ser

valoradas luego de su preparación.

e. Discuta cuál (o cuales) es la etapa crítica del proceso experimental para la valoración

de ácidos y bases por titulación directa.

2. Generalmente, en las etiquetas de los ácidos concentrados comerciales se encuentra la

concentración expresada en % m/m, lo que indica la masa de sustancia (HCl) contenida en

100 gramos de solución. Además, se informa su valor de densidad. El ácido clorhídrico

(PF=36.46) se comercializa comúnmente como solución en concentración 36-37 % m/m y

densidad 1.184 kg/L a 20ºC.

a. Calcule la concentración del ácido concentrado en mol/L.

b. Indique cómo prepararía la solución de HCl de 5 mol/L utilizada en el trabajo práctico

a partir del ácido comercial.

3.6. MANEJO DE DESECHOS QUÍMICOS GENERADOS DURANTE EL TRABAJO PRÁCTICO

Los desechos químicos generados durante el trabajo práctico son de naturaleza ácido-base, por lo

tanto se debe proceder de la siguiente manera para su correcta disposición y descarte:

1. Recolectar todos los residuos líquidos en un recipiente.

2. Llevar a neutralidad controlando con el pH con papel tornasol o indicador de pH.

3. Diluir la solución resultante con agua al menos 2 veces.

4. Desechar directamente al desagüe de la pileta.


TP04: A-B por retroceso

61


Titulación volumétrica ACIDO-BASE por retroceso

4.1. Objetivos ...................................................................................................................62

4.2. Marco teórico: Titulación volumétrica A-B indirecta o por retroceso ...................62

4.3. Actividad Nº1: Determinación del contenido de ácido acetil salicílico en

comprimidos por titulación A-B indirecta ........................................................................62

4.3.1. Introducción ......................................................................................................................... 62

4.3.1.1. Ácido acetil salicílico .................................................................................................... 62

4.3.1.2. Control de calidad de comprimidos de aspirina ........................................................... 62

4.3.2. Procedimiento experimental ................................................................................................ 63

4.3.2.1. Planteo del problema analítico ..................................................................................... 63

4.3.2.2. Análisis de una muestra comercial .............................................................................. 63

4.4. Actividad Nº 2: Preguntas globalizadoras ...............................................................67

4.5. Manejo de desechos químicos generados durante el trabajo práctico ................67



62

4.1. OBJETIVOS

Adquirir conceptos relacionados con los métodos de titulación volumétrica por retroceso.

Adquirir conceptos relacionados con el análisis de muestras comerciales.

Introducir conocimientos correspondientes al control de calidad de productos comerciales.

Obtener, informar e interpretar resultados analíticos con criterios de calidad, siguiendo

normas o legislaciones establecidas.

4.2. MARCO TEÓRICO: TITULACIÓN VOLUMÉTRICA A-B INDIRECTA O POR RETROCESO

Los métodos analíticos basados en la titulación de un compuesto pueden ser directos o por

retroceso (indirectos). En un método directo, la sustancia a valorar reacciona directa, rápida,

estequiométrica y cuantitativamente con el reactivo titulante. Sin embargo, muchas reacciones son

lentas o presentan equilibrios desfavorables para una titulación directa y se procede, por lo tanto, a

realizar una titulación indirecta.

Una titulación por retroceso involucra la adición en exceso de un reactivo estandarizado a la

sustancia a determinar, a fin de que se produzca la reacción completa entre ellos, y la posterior

valoración del exceso con un segundo reactivo estandarizado. Particularmente, en las titulaciones

ácido-base (A-B) indirectas se adiciona un determinado volumen de una base (o un ácido) de

concentración perfectamente conocida a la solución problema y se valora el exceso del reactivo

adicionado con un ácido (o una base) de concentración perfectamente conocida. Se debe mencionar

que la sustancia en exceso a valorar debe reaccionar con el titulante directa, rápida, estequiométrica

y cuantitativamente.

4.3. ACTIVIDAD Nº1: DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE ÁCIDO ACETIL SALICÍLICO EN

COMPRIMIDOS POR TITULACIÓN A-B INDIRECTA


4.3.1.1. Ácido acetil salicílico

El ácido acetil salicílico (AAS) es un ácido débil, con un pKa de aproximadamente 4.30, cuya

solubilidad en agua es dependiente del pH del medio: baja solubilidad a pH bajos, mayor solubilidad a

pH altos. Por otro lado, el AAS se hidroliza gradualmente en presencia de agua, transformándose en

ácido salicílico y ácido acético, favoreciéndose la hidrolisis a pH alcalinos. Entonces, debido a la baja

solubilidad e inestabilidad (hidrólisis) del AAS en agua, su determinación se realiza por titulación A-B

indirecta, ya que la reacción involucrada en una titulación directa (AAS+OH–) no cumple con los

requisitos para poder ser llevada a cabo.

El AAS es un compuesto que presenta acción terapéutica analgésica, antipirética y antinflamatoria

y se conoce comúnmente como aspirina. Se comercializan habitualmente en forma de comprimidos

que presentan una dosis de entre 75 mg y 600 mg de AAS por comprimido. Los comprimidos son

formulaciones que contienen el principio activo (AAS) y excipientes sin acción terapéutica. Deben ser

conservados y envasados herméticamente a fin de evitar la degradación del producto, lo que llevaría

a una pérdida de la acción terapéutica por disminución del contenido del principio activo.

4.3.1.2. Control de calidad de comprimidos de aspirina

Antes de su comercialización, un producto farmacéutico es sometido a estrictos controles de

calidad a fin de garantizar su eficacia, seguridad e inocuidad. Este control se lleva a cabo en las

materias primas, los productos en proceso y los productos finales. Para ello, es importante contar con

métodos analíticos validados que permitan realizar estos controles en forma confiable y segura. En la



63

industria farmacéutica, los métodos analíticos de referencia utilizados para el análisis y el control de

los productos farmacológicos se encuentran detallados y regulados por las Farmacopeas.

Para la determinación de AAS en comprimidos, la Farmacopea Británica (Ed. 1993) establece un

método basado en una titulación A-B indirecta que incluye una hidrólisis alcalina del AAS en caliente

por agregado de SPS de NaOH en exceso y una posterior valoración A-B del reactivo en exceso con

una SPS de HCl. Así, las reacciones involucradas en todo el proceso de valoración son:

neutralización e hidrólisis de AAS y titulación A-B del exceso de NaOH con HCl.

Esta norma establece que los comprimidos dispuestos a la venta deben contener un contenido real

del principio activo de entre 95 % y 105 % de la dosis informada por el fabricante.



Determinación del contenido de AAS por comprimido en muestras comerciales de aspirina

mediante titulación A-B indirecta.

El procedimiento experimental involucra el procesamiento y el análisis cuantitativo de la muestra.

Las soluciones patrones a utilizar en este trabajo práctico (SPS de HCl y SPS de NaOH) son las

preparadas y valoradas en el trabajo práctico Nº 3.

4.3.2.2. Análisis de una muestra comercial

Material necesario


2. Mortero

3. Desecador

4. Erlenmeyer


6. Mechero de Bunsen y trípode para baño de agua caliente

7. SPS de HCl de concentración exacta conocida (~0.05 mol/L)

8. SPS de NaOH de concentración exacta conocida (~0.05 mol/L)

9. Indicador ácido-base Rojo Fenol (RF, pH de transición: 6.6-8.0 amarillo-rojo)

Procedimiento

En este trabajo práctico, es importante que el material que este en contacto con la muestra este

perfectamente limpio y seco a fin de asegurar la estabilidad del AAS para su correcta determinación.

Por otro lado, a diferencia de lo realizado en otros trabajos prácticos, aquí NO se preparará una

solución muestra de la que se toman alícuotas para valorar, debido a la inestabilidad del AAS en

solución acuosa. De lo contrario, se tomarán fracciones de pulverizado que serán pesadas

directamente en el Erlenmeyer (almacenado en estufa) a utilizar en cada determinación.



64

Etapa 1: Procesamiento de la muestra

En primer lugar, se debe conocer la masa de los comprimidos a analizar. Para ello, se procede a

estimar una masa promedio de comprimido (�̅�𝑐𝑜𝑚𝑝) que será representativa del lote del producto a

analizar. Posteriormente, se procederá a realizar un pulverizado de los comprimidos pesados que

será utilizado para las determinaciones subsiguientes.

Proceder de la siguiente manera:

1. Colocar un vaso de precipitado limpio y seco en la balanza analítica y llevar a cero la balanza.

2. Colocar en el vaso al menos 10 comprimidos del mismo lote.

3. Obtener la masa promedio del comprimido según:

�̅�𝑐𝑜𝑚𝑝 =𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑟𝑒𝑔𝑖𝑠𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑖𝑑𝑜𝑠

𝑛º 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑖𝑑𝑜𝑠

4. Traspasar los comprimidos a un mortero limpio y seco y pulverizar hasta obtener un polvo fino

y homogéneo.

5. Traspasar el pulverizado a un frasco limpio y seco con tapa.


Se deben realizar todos los cálculos necesarios a fin de conocer la masa de muestra pulverizada

que se deberá pesar para realizar las titulaciones según las condiciones experimentales establecidas.

1. Equilibrios involucrados en la titulación indirecta:

a. Previo a la titulación: agregado de SPS de NaOH a la muestra. Neutralización e

hidrólisis (N&H) del AAS

b. Reacción de titulación: valoración de exceso de SPS de NaOH con SPS de HCl

HO− + 𝐻+ ⇄ 𝐻2O

2. PFAAS= 180.16.

3. Concentración de la SPS NaOH a agregar para N&H: concentración exacta de la solución de

NaOH preparada en TPN3. Conc NaOH= ~0.05 mol/L=0.05 eq/L.

4. Volumen de la SPS de NaOH a agregar para N&H: volumen (establecido por el operario)

exacto de la SPS de NaOH a agregar al pulverizado. VNaOH=20.00 mL.

5. Concentración de SPS de HCl utilizada para la valoración: es la concentración exacta de la

SPS de HCl preparada en TPN3. Conc HCl=~0.05 mol/L=0.05 eq/L.

6. Masa promedio de comprimido: �̅�𝑐𝑜𝑚𝑝,determinado en etapa 1.

7. Masa de comprimido pulverizado a pesar: mpulv=a determinar

8. Dosis rotulada (DR) del producto: informada en el rótulo de producto (ej.: 500 mg AAS)




65

Recordar que en la titulación propiamente dicha se valorarán los equivalentes de NaOH en exceso

(meq OH–exceso) que quedaron después de la N&H del AAS. Entonces, en el punto de equivalencia se

tiene que:

meqOHexceso− = meq H+

meqOHadicionados totales− − meqOHreaccionaron con AAS

− = meq H+

(VOH × ConcNaOH) − meqAAS = Va gastar × ConcHCl

(VOH × ConcNaOH) −masaAAS

PeqAAS

= Va gastar × ConcHCl

masaAAS = [(VOH adicionados × ConcNaOH) − (Va gastar × ConcHCl)] × PeqAAS

Es importante remarcar que se debe calcular la masa de pulverizado a pesar para llevar a cabo la

valoración (mpulv = masaAAS + masaexcipientes). Entonces, considerando la dosis informada, se tiene que

DR

m̅comp

=masaAAS

mpulv

𝑚𝑝𝑢𝑙𝑣 = masaAAS ×m̅comp

DR

𝑚𝑝𝑢𝑙𝑣 = [(VOH adicionados × ConcNaOH) − (Va gastar × ConcHCl)] × PeqAAS ×m̅comp

DR

𝑚𝑝𝑢𝑙𝑣 = [(20.00𝑚𝐿 × 0.05𝑚𝑒𝑞/𝑚𝐿) − (8 𝑚𝐿 × 0.05𝑚𝑒𝑞/𝑚𝐿)] × 90.08 𝑚𝑔/𝑚𝑒𝑞 ×m̅comp

DR

𝑚𝑝𝑢𝑙𝑣 = 𝟓𝟒. 𝟎𝟒𝟖 𝒎𝒈 ×�̅�𝐜𝐨𝐦𝐩

𝐃𝐑


Encender los mecheros y comenzar a calentar el agua a fin de alcanzar la temperatura necesaria

para el procedimiento.

N&H:

1. Retirar un Erlenmeyer de la estufa y estabilizar a temperatura ambiente en desecador.

2. Colocar el Erlenmeyer en la balanza analítica utilizando pinzas y llevar a cero la balanza.

3. Pesar la masa de pulverizado calculada y registrar la masa exacta pesada.

4. Retirar el Erlenmeyer de la balanza y agregar 20.00 mL de la SPS de NaOH ~0.05 mol/L

sobre el pulverizado pesado y homogeneizar por rotación.

5. Calentar en baño de agua durante 10 minutos, evitando el hervor de la solución, posibles

proyecciones (pérdida de sustancia) y descomposición de la sustancia.



66

6. Retirar del baño y dejar enfriar un par de minutos.

Titulación del exceso de NaOH

7. Colocar, lavar y acondicionar la bureta con la SPS de HCl ~0.05mol/L.

8. Agregar 3 o 4 gotas de indicador RF a la solución a titular.

9. Titular hasta detectar el viraje del indicador a amarillo.

10. Registrar el volumen de HCl gastado en el punto final.

11. Realizar al menos 3 réplicas.

Se deben registrar los volúmenes gastados de HCl y la masa pesada de pulverizado para cada una

de las réplicas.

Etapa 4: Tabulación de datos experimentales y cálculo de la concentración de la

muestra

Replica

meq NaOH totales meq HCl

mpulv. (mg) �̅�𝒄𝒐𝒎𝒑

(mg)

mg AAS/ comp

Vol adicionado

(mL)

Conc SPS

(meq/mL)

Vol gastado

(mL)

Conc SPS (meq/mL)

1 20.00 Obtenido en

etapa 1

2 20.00

3 20.00

En el caso de muestras reales, la concentración debe ser informada según lo requiera el cliente. En

este caso, se debe informar el contenido de AAS por comprimido. Por lo tanto, se debe obtener la

concentración final del producto y expresarlo como “mg AAS por comprimido”. Así, de la deducción

planteada en el punto 6 de la etapa 2, se tiene la siguiente expresión de cálculo:

mg AAS

comp=

masaAAS

masapulverizado

× m̅comp

mg AAS

comp= [(VOH adicionados × ConcNaOH) − (Vgastado × ConcHCl)] × PeqAAS ×

m̅comp

masapulverizado


Seguir los pasos indicados en la etapa 4 de la sección 3.3.2.4 considerando el sistema planteado.

Etapa 6: obtención del % de dosis rotulada (%DR) y verificación del resultado según FB

El %DR es un valor que compara el valor de dosis real con el informado por el fabricante y se

obtiene según:

%𝐷𝑅 =�̅�

𝐷𝑅× 100


Concentración de AAS por comprimido: (�̅� ± IC) mg/comprimido



67


1. Responda:

a. ¿Qué diferencias existen entre una titulación directa A-B y una indirecta?

b. ¿En qué casos se elige realizar una titulación indirecta?

c. En la determinación de AAS, ¿por qué la etapa de N&H se hace a alta temperatura?

d. ¿Por qué es importante conocer a priori la pureza o la dosis rotulada de un producto

para su determinación?

e. Para el análisis cuantitativo de una sustancia sólida por titulación volumétrica, ¿es

siempre necesario valorar alícuotas de una solución de la sustancia o la titulación

puede realizarse de otra manera? Justifique.

f. Discuta cuál es la etapa crítica del proceso experimental para la determinación de

AAS.

4.5. MANEJO DE DESECHOS QUÍMICOS GENERADOS DURANTE EL TRABAJO PRÁCTICO

Los desechos químicos generados durante el trabajo práctico son de naturaleza ácido-base, por lo

tanto, se debe proceder de la siguiente manera para su correcta disposición y descarte:

1. Recolectar todos los residuos líquidos en un recipiente.

2. Llevar a neutralidad controlando con el pH con papel tornasol o indicador de pH.

3. Diluir la solución resultante con agua al menos 2 veces.

4. Desechar directamente al desagüe de la pileta.

cátedra de química analítica i · requisitos para el desarrollo de los tp cada alumno deberá...

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