determinacion de plomo ditizona

7/22/2019 Determinacion de Plomo Ditizona

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N 33 AGOSTO DE 2010

C/ Recogidas N 45 - 6A 18005 Granada [email protected]

ISSN 1988-6047 DEP. LEGAL: GR 2922/2007

DETERMINACIN DE PLOMO EN SUELO URBANO

AUTORAMARA FRANCISCA OJEDA EGEA

TEMTICAQUMICA ANALTICA, ANLISIS SUELO

ETAPABACHILLERATO

Resumen

Palabras clave

Qumica Analtica, anlisis de suelo, Qumica ambiental, complexometra, contaminacin sueldeterminacin plomo, extraccin.

1. INTRODUCCIN.

El polvo existente en cualquier ambiente urbano tiene un alto contenido en plomo. El plomo, igual qucualquier metal pesado, es un agente txico, pues si pasa a formar parte de la cadena trfica (por valimentaria, aire o agua potable) no puede ser eliminado por ningn organismo.

La enfermedad humana por envenenamiento por plomo se llama saturnismo. Se suele producir poingestin en agua potable. El saturnismo provoca anemia, bloqueando la produccin de hemoglobinaaltera el transporte de oxgeno a la sangre y por tanto a todos los rganos. Parece ser que sustituye otros metales en enzimas, con lo que stas no pueden hacer su funcin. Puede causar daos cerebraleirreversibles, e incluso producir la muerte.

Conocer la proporcin de plomo en suelo es importante para estimar su disponibilidad biolgicreactividad fisicoqumica y transporteen el ambiente y dentro de las cadenas trficas.

La mayor parte del plomo presente en el polvo procede de la combustin de las gasolinas, aunque tambiest presente en tuberas y viejas pinturas. De ah que se haya fomentado en los ltimos aos el consumde gasolinas sin plomo, pero, an as, es mucho el plomo emitido por aos y aos de consumo. Lconcentracin de plomo tambin puede ser alta en lugares prximos a yacimientos de petrleo, comNigeria o Venezuela, aunque no sean entornos netamente urbanos.

La determinacin de plomo en una muestra nos basamos en que forma un complejo de coordinacin cola ditizona y en la diferente absorbancia del complejo segn su concentracin, que es proporcional a presencia de plomo.
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ISSN 1988-6047 DEP. LEGAL: GR 2922/20072. FUNDAMENTO.

Para determinar el plomo de una muestra, se toma aproximadamente un decigramo de la misma y stamiza con un tamiz de unos 0,3 mm, de modo que las partculas de ms tamao no lo atraviesen. continuacin se trata la muestra con cido ntrico HNO3, que tiene gran poder de disolucin y carcteoxidante.

mL)(50M0,15HNO

insolublesrestosPb1):(1HNOPb

3

23

++ +

Para determinar la cantidad de plomo lo hacemos basndonos en la formacin de un complejo con ditizona (difenil tiosemicarbazona):

donde Ph representa al grupo fenol.

Para el plomo Pb, el complejo que se forma tiene dos tomos por molcula de ditizona (proporcin 2:y recibe el nombre de ditizona de plomo, y se simboliza:

ditizona de plomo = (HDtz)2PbEste complejo es extrable mediante disolventes orgnicos como el tetracloruro de carbono CCl4 o triclorometano CHCl3. La reaccin de extraccin es la siguiente reaccin heterognea (f.o. indica qulas sustancias estn en la fase orgnica):

rojizo)(colorf.o.f.o.f.o.

2HPb(HDtz)2DtzHPb 222 +

+ ++

Aqu el pH juega un papel fundamental, pues si el sistema es cido la extraccin no se produce.

Nos vamos a basar en la coloracin del complejo cuando est en la fase orgnica para determinar

cantidad de plomo Pb, mediante una medida de espectrofotometra, ya que a mayor cantidad de plompodemos observar mayor coloracin en la fase orgnica.

El espectrofotmetro mide la intensidad de color o absorbancia de la disolucin, y esta es proporcional la concentracin del in plumboso [Pb2+]. Hemos de asegurarnos de que todo el plomo Pb2+de fase acuosa forme el complejo y pase a la fase orgnica. Para ello tenemos las curvas de extraccidonde se representa el rendimiento de la extraccin R (en %) en funcin del pH de la fase acuosa.

Estas curvas nos indican que por debajo de pH=4 no se extrae nada, porque la concentracin dprotones [H+] hace que la reaccin se desplace haca la izquierda. Para pH comprendido entre 8 y 9 erendimiento es mximo y se da la extraccin cuantitativa.

/nMnNNHPh

SC

NNHPh

n+

=


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ISSN 1988-6047 DEP. LEGAL: GR 2922/2007Rendimiento extraccin frente

pH disolucin acuosa

0 2 4 6 8 10 12 14pH de la fase acuosa

Rend

imiento

extraccin(%)

Rendimiento extraccin plomo

Rendimiento extraccin ditizona

La ditizona en exceso, que no llega a formar el complejo, tambin aporta color a la disolucin, por que podra introducir error. La curva de rendimiento de la extraccin de la ditizona es la dibujada e

azul. Permanece muy bien en la fase orgnica a pH cido pero a pH bsico pasa a la fase acuosporque pierde un protn y la ditizona se carga negativamente y en medio orgnico no puede habiones:

f.acuosaf.o.

HDtzHDtzH -2+

+

A pH comprendido entre 10 y 12 el plomo se extrae perfectamente pero no la ditizona, porque a este pla ditizona se pasa a la fase acuosa de esta forma no se introduce error con la coloracin que dara ditizona.

El espectro de absorcin A en funcin de las longitudes de onda en nanmetros, nos indica que

absorbancia debe realizarse a una longitud de onda de 520 nm, a la cual es mxima la absorbancia dditizonato de plomo y mnima la de la ditizona, de modo que se minimice el posible efecto de color qudara la ditizona que no haya pasado a la fase acuosa.

Se deben tomar una serie de precauciones para evitar la existencia de errores en las observaciones pola posible formacin de compuestos no deseados, lo que podemos conseguir adicionando diversoproductos. Aun as, la existencia de algunos iones, si existieran en la muestra, no puede anularse pueden interferir en las observaciones:

-A la disolucin de plomo Pb2+se le echa citrato para evitar que precipiten los hidrxidos metlicorestantes. Es decir, se usa como enmascarante para evitar que precipiten y nos den interferencias.


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Absorbancia en func inde la longitud de onda

-Se adicionan iones cianuro CN- para evitar que otros iones como de zinc Zn2+ y cprico Cu2+ detambin reaccin con la ditizona.

-Se adicionan iones sulfito SO32-, lo que tiene por objeto que la ditizona no se estropee, pues puedreaccionar con el oxgeno atmosfrico y el sulfito entra en esta reaccin impidindolo.

-Si en el medio hay iones bismuto Bi3+, talio Tl3+, estannoso Sn2+ indio In3+, forman ditizonatos an epresencia de iones cianuro CN-, no llegando en este caso a formarse ciano complejos.

-Tambin puede interferir en esta determinacin del plomo la existencia de in frrico Fe3+, porqumuchos de estos iones oxida a la ditizona y el sulfito SO3

2- que se adiciona no sera suficiente paevitarlo. El ion cprico Cu2+tambin puede interferir.

3. MATERIALES.

-Un matraz de 100 mL y siete matraces de 50 mL.

-Un embudo de decantacin de 100 mL.

-Un frasco topacio.

-Gradilla con seis tubos de ensayo.

-Dos pipetas de 10 mL y una pipeta de 5 mL sin graduar.

-Dos pipetas de 10 mL graduadas.

-Una pera de goma.

Absorbancia del ditizonato de plomo

Absorbancia

Absorbancia de la ditizona

longitud de onda

350 450 550 650


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ISSN 1988-6047 DEP. LEGAL: GR 2922/2007-Papel de filtro de cenizas conocidas.

-Papel suave para limpiar cubetas.

-Espectrofotmetro UV-VIS o colormetro. Cubetas de 1 cm.

4. REACTIVOS.

-cido ntrico HNO350% (1:1).

-cido ntrico HNO30,15 M (1:100).

-Amoniaco NH38 M.

-Nitrato de plomo II slido Pb(NO3)2.

-Sulfito de sodio Na2SO3.

-Cianuro potsico KCN.

-Citrato amnico slido.

-Tetracloruro de carbono CCl4.

-Ditizona.

-Disolucin de amoniaco-cianuro-citrato sulfito: Aadir sobre 70 cm3de amoniaco NH38M, 0,4 gramo

de cianuro potsico KCN, 0,15 gramos de sulfito de sodio Na2SO3 y 5 gramos de citrato amnico agitar hasta disolucin. Enrasar hasta 100 mL con agua destilada.

-Disolucin patrn de plomo Pb de concentracin 2 ppm: Preparar 100 cm3de disolucin de plomo Pde 1 g/L de concentracin (1000 ppm), disolviendo la cantidad adecuada de nitrato de plomo en cidtrico 0,15 M. Por disolucin de sta en cido ntrico 0,15 M se prepara la disolucin de 2 ppm (10cm3).

-Disolucin de ditizona en CCl4al 0,001%: Preparar 100 cm3de una disolucin al 0,01% de ditizona e

tetracloruro de carbono. Por dilucin de sta en CCl4se prepara la disolucin al 0,001%.

5. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.

5.1. Tratamiento de la muestra:

Pesar exactamente 0,1 gramos de muestra previamente tamizada. Transferir a un vaso de precipitadde 100 mL y aadir 3 cm3de la disolucin de cido ntrico HNO31:1. Digerir en bao de arena hascasi sequedad y dejar enfriar. Aadir 10 cm3de la disolucin de cido ntrico HNO30,15 M y calentarebullicin, filtrar sobre papel de cenizas conocidas y lavar con unos 10-20 cm30,15 M. Transferir a umatraz aforado de 50 mL y enrasar con la disolucin de HNO30,15 M.


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ISSN 1988-6047 DEP. LEGAL: GR 2922/20075.2. Extraccin del ditizonato de plomo:

Sobre un matraz aforado de 50 mL se aaden 5 cm3de la disolucin de muestra, 5 cm3de disolucide cido ntrico HNO3 0,15 M y 10 cm

3 de disolucin de amoniaco-cianuro-citrato-sulfito. Agregar 1cm3 de disolucin de ditizona al 0,001% en tetracloruro de carbono CCl4. Tapar, agitar durante 3segundos y dejar separar las fases. Transferir el contenido del matraz al embudo de decantacirecoger la fase orgnica sobre un tubo de ensayo y la fase acuosa a una botella especial para residuos

Preparar una disolucin de referencia (blanco) tomando 10 mL de cido ntrico 0,15 M, y el resto dacuerdo con el procedimiento.

5.3. Preparacin de disoluciones de calibrado:Pipetear alicuotas de 1, 4, 7 y 10 cm3 de la disolucin patrn de plomo de 2 ppm sobre sendomatraces de 50 mL y completar, si es necesario, hasta 10 cm3con disolucin de cido ntrico 0,15 MContinuar segn el procedimiento descrito en el apartado anterior.

5.4. Medida espectro fomtr ica:

Las medidas de absorbancia se realizan comenzando por la disolucin patrn ms diluida y por ltimla muestra, a una longitud de onda de 520 nm.

Todas las medidas se llevan a cabo frente a la disolucin de referencia.

6. TRATAMIENTO DE DATOS.

Se realizaron las siguientes medidas de absorbancia con cada uno de los matraces, con las diferentealicuotas:

MatrazPb2+

(2 ppm)

HNO3

(0,15M)

Disolucinamoniaco-cianuro-

citrato-sulfito

Ditizona enCCl4

Absorbancia

1 1 mL (2 g) 9 mL 10 mL 10 mL (91 1)10-3

2 4 mL (8 g) 6 mL 10 mL 10 mL (210 1)10-3

3 7 mL (14 g) 3 mL 10 mL 10 mL (393 1)10-3

4 10 mL (20 g) - 10 mL 10 mL (575 1)10-3

Muestra5 mL de disolucin

de plomo del suelo5 mL 10 mL 10 mL (241 1)10-3

B - 10 mL 10 mL 10 mL 0


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ISSN 1988-6047 DEP. LEGAL: GR 2922/2007Con estos datos construimos una recta de calibrado, que relaciona la absorbancia con la cantidad dplomo presente en la disolucin. As, a partir de la ecuacin de la recta y sabiendo la absorbancia dmatraz donde est la muestra M se puede saber la cantidad de plomo que hay en los 5 mL ddisolucin de la muestra.

Mediante ajuste por mnimos cuadrados obtenemos la ecuacin de la recta A= a + bm, donde A es absorbancia y m la masa de plomo en microgramos:

Coeficiente de regresin lineal r= 0,9968312617189

Ordenada en el origen a= (9,1040 14,7630)10-3 a= (9 15)10-3

Pendiente b= (27,8064 1,2811)10-3

g-1

b= (27,8 1,3)10-3

g-1

El coeficiente de correlacin lineal es muy prximo a uno, por lo que las medidas se ajustaperfectamente a una lnea recta.

Absorbancia-masa de pl omo

(recta de calib rado)

0

100

200

300

400

500

600

0 4 8 12 16 20 2

masa plomo (microgramos)

Absorbancia(10-3)

4

A partir de la ecuacin de la recta, y de saber que el valor de la absorbancia para la muestra fue d24110-3podemos calcular el correspondiente valor de la masa de plomo m en la muestra:

A= a + bm

g8,35g27,810

9)10(241

b

aAm

13

3

=

=

=


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ISSN 1988-6047 DEP. LEGAL: GR 2922/20075. RESULTADOS

A partir de la recta de calibrado hemos obtenido que la masa de plomo presente en 5 mL de disolucin donde hemos introducido la muestra es de 8,35 g.

Como el volumen total de disolucin donde se introdujo la muestra fue de 50 mL y la masa total de muestra fue de 0,1 gramos, el porcentaje de plomo en la muestra es:

0,0835%100muestrag0,1

mL50

mL5

Pbg8,3510muestraenPb%

6

==

% Pb en muestra= 0,0835%

BIBLIOGRAFA.

-Gutirrez, E. (1989). Qumica inorgnica. Barcelona: Revert.

-Skogg, D., West, D., Holler, J., Crouch, S. (2000). Qumica analtica. Mxico: McGrawHill.

-Rodrguez, J.J. (2006). Qumica y Anlisis Qumico. Barcelona: Ceysa.

-Higson, S. (2007). Qumica analtica.Mxico: McGraw-Hill.

-Miller, J. (2004). Estadstica y quimiometra para qumica analtica.Madrid: Prentice-Hall.

-Harvey, D. (2002). Qumica analtica moderna.Madrid: McGraw-Hill.

-Rubinson, K., Rubinson, J. (2000). Qumica analtica contempornea. Mxico: Prentice HaInternational.

-Bermejo, F. (1991). Qumica analtica general, cuantitativa e instrumental.Madrid: Paraninfo.

-Day, R. (1989). Qumica analtica cuantitativa. Mxico: Prentice Hall International.

-Fritz, J., Schenk, G. (1979). Qumica analtica cuantitativa. Mxico, D.F.: Limusa.

-Kolthoff, I. (1976). Anlisis Qumico Ciualitativo.Buenos Aires: Nigar.

Autora

Nombre y Apellidos: Mara Francisca Ojeda Egea.Centro, localidad, provincia: IES ngel Ganivet, Granada (Granada).E-mail: [email protected]

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