potenciometria

Informe n° 5

“Titulaciones Potenciométricas:

Redox y Precipitación”

Integrantes : Fernanda Flores Carlos Pradenas Juan Provoste Yamilet Stuardo

Profesor de laboratorio : Rosario CastilloAsignatura : Análisis InstrumentalCarrera : Química y FarmaciaGrupo : MiércolesFecha trabajo práctico : 07 de octubre de 2015Fecha de entrega : 14 de octubre de 2015

Universidad de ConcepciónFacultad de Farmacia

Departamento de Análisis Instrumental

I) TITULACIÓN POTENCIOMÉTRICA DE OXIDO-REDUCCIÓN

Determinación potenciométrica de Hierro en una muestra utilizando como titulante KMnO4.

Semireacciones:

MnO4- +8H+ + 5e- « Mn2+ + 4H2O Reducción

5 Fe2+ « 5Fe3+ + 5e- Oxidación

Reacción neta:

5 Fe2+ + MnO4- + 8H+ « 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O

Materiales:

Muestra problema : 305Analito : FeElectrodo indicador : PlatinoElectrodo referencia : Calomelano KCl saturadoModelo milivoltimetro : Pehachimetro WTW Modelo pH 522N° de serie : 48400117Disolución titulante : KMnO4 0,1 N

Preparación de Solución a titular:- Alícuota de 2 ml de MP Hierro II- 5 ml de H2SO4 5M- 50 ml de agua

Tabla: Primera titulación orientativa, de 1ml en 1ml.

4.50 6.50 8.50 10.50 12.50 14.50 16.50300400500600700800900

1000110012001300

Titulación orientativa

Volumen titulante [mL]

Pote

ncia

l [m

V]

Tabla: Segunda titulación definitiva, con intervalos de 0,2 ml dentro del salto de potencial. Datos de primera y segunda derivada.

V(ml) E(mV) (v1+v2)/2 E/V (v1´+v2´)/2 E´/V´1,00 469,00 1,50 4,00 2,00 1,002,00 473,00 2,50 5,00 3,00 0,003,00 478,00 3,50 5,00 4,00 1,004,00 483,00 4,50 6,00 5,00 -1,005,00 489,00 5,50 5,00 6,00 2,006,00 494,00 6,50 7,00 7,00 1,007,00 501,00 7,50 8,00 8,00 2,008,00 509,00 8,50 10,00 9,00 4,009,00 519,00 9,50 14,00 9,80 1,67

10,00 533,00 10,10 15,00 10,20 50,0010,20 536,00 10,30 25,00 10,40 -25,0010,40 541,00 10,50 20,00 10,60 25,0010,60 545,00 10,70 25,00 10,80 125,0010,80 550,00 10,90 50,00 11,00 -25,0011,00 560,00 11,10 45,00 11,20 475,0011,20 569,00 11,30 140,00 11,40 10500,0011,40 597,00 11,50 2240,00 11,60 -8375,0011,60 1045,00 11,70 565,00 11,80 -2675,00

V(ml) E(mV)1,00 452,002,00 459,003,00 466,004,00 472,005,00 478,006,00 484,007,00 492,008,00 500,009,00 509,00

10,00 524,0011,00 546,0012,00 1147,0013,00 1179,0014,00 1187,0015,00 1194,00

11,80 1158,00 11,90 30,00 12,20 -13,3312,00 1164,00 12,50 22,00 13,00 -15,0013,00 1186,00 13,50 7,00 14,00 -2,0014,00 1193,00 14,50 5,0015,00 1198,00

Gráficos: - Curva E(mV) vs Volumen de titulante.

4.50 6.50 8.50 10.50 12.50 14.50 16.50300400500600700800900

1000110012001300

Titulación Definitiva


Pote

ncia

l [m

V]

4.50 6.50 8.50 10.50 12.50 14.50 16.500.00

500.00

1000.00

1500.00

2000.00

2500.00

Primera Derivada


E/

V [m

V/m

L]

Volumen titulante en la primera derivada

V=11,50mL

5.00 6.50 8.00 9.50 11.00 12.50 14.00 15.50

-10000.00

-5000.00

0.00

5000.00

10000.00

15000.00

Segunda derivada


2/

2 [

/2]

DEDV

mVmL

Datos Experimentales:

Factor dilución MP : No se diluyóVolumen Alícuota MP : 2 mLV gastado en titulación : 15 mLV titulante 1era derivada : 11,50 mLV titulante 2da derivada : 11,50 mLV titulante met. analítico : 11,51 mL

ResultadosConcentración MP (N) : 0,575Concentración MP (%p/v) : 3,20

II) TITULACIÓN POTENCIOMÉTRICA DE PRECIPITACIÓN

Determinación potenciométrica de haluros (Cl–) con AgNO3.

Semireacción electródica:Ag+ + e- « Ag0

Reacción de precipitación:Ag+ + X- « AgX(s)

Materiales:

Volumen titulante en la segunda derivada

(intersección entre los dos puntos con el eje y)

V=11,50mL

MP : Cloruro #313Electrodo Indicador : PlataElectrodo Referencia : Calomelano KCl saturadoPuente salino : KNO3

Disolución Titulante : AgNO3 0,05 N

Preparación solución a titular- Alícuota 5mL de Cl-

- Agregar un poco de agua- 10 gotas de HNO3 1:1

Tabla: 1era titulación orientativa, en intervalos de 1 mL.

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00150.00

200.00

250.00

300.00

350.00

400.00

450.00

500.00

Curva de titulación


Pote

ncia

l [m

V]

Tabla : 2da titulación definitiva, con intervalos de 0,2 mL dentro del rango del salto de potencial.

V(ml) E(mV)1,00 172,002,00 176,003,00 180,004,00 186,005,00 193,006,00 202,007,00 218,008,00 313,009,00 401,00

10,00 418,0011,00 428,0012,00 440,0013,00 441,0014,00 445,00

V(ml) E(mV) (v1+v2)/2 E/V (v1´+v2´)/2 E´/V´1,00 169,00 1,50 5,00 2,00 0,002,00 174,00 2,50 5,00 3,00 1,003,00 179,00 3,50 6,00 4,00 2,004,00 185,00 4,50 8,00 5,00 1,005,00 193,00 5,50 9,00 6,00 8,006,00 202,00 6,50 17,00 6,80 21,677,00 219,00 7,10 30,00 7,20 25,007,20 225,00 7,30 35,00 7,40 100,007,40 232,00 7,50 55,00 7,60 100,007,60 243,00 7,70 75,00 7,80 800,007,80 258,00 7,90 235,00 8,00 125,008,00 305,00 8,10 260,00 8,20 -800,008,20 357,00 8,30 100,00 8,40 -275,008,40 377,00 8,50 45,00 8,60 -75,008,60 386,00 8,70 30,00 8,80 -50,008,80 392,00 8,90 20,00 9,08 0,009,00 396,00 9,25 20,00 9,43 14,299,50 406,00 9,60 25,00 9,73 -60,009,70 411,00 9,85 10,00 10,18 0,00

10,00 414,00 10,50 10,00 11,00 -4,0011,00 424,00 11,50 6,00 12,00 -1,0012,00 430,00 12,50 5,0013,00 435,00

Gráficos:

- Curva de E(mV) vs Volumen de titulante.

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.000.00

50.00100.00150.00200.00250.00300.00350.00400.00450.00500.00

Titulación Definitiva


Pote

ncia

l [m

V]

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.000.00

50.00

100.00

150.00

200.00

250.00

300.00

Primera Derivada


E/

V [m

V/m

L] Volumen titulante en la

primera derivada (en el punto más alto de la

curva)

V=8,10mL

5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00

-1000.00

-800.00

-600.00

-400.00

-200.00

0.00

200.00

400.00

600.00

800.00

1000.00

Segunda derivada


2/

2 [

/2]

DEDV

mVmL

Datos Experimentales

Factor de dilución : No se diluyóVolumen alícuota MP : 5 mLVolumen gastado : 13 mLVolumen titulante 1era derivada : 8,10 mLVolumen titulante 2da derivada : 8,00 mLVolumen método analítico : 8,03 mL

Resultados Concentración de MP (N,M) : 0,081Concentración de MP (mg/L) : 2870

MP Concentración (M)Met. Gráfico 1ra Derivada 2da Derivada Met. Analítico

Hierro 0,575 0,575 0,575 0,575Cloruro 0,081 0,081 0,080 0,080

Volumen titulante en la segunda derivada

(intersección entre los dos puntos con el eje y)

V=8,00mL

Ejemplo de Cálculos

1) Calculo de volumen promedio de titulante para construir tablas de 1era y 2da derivada.

V=V 1−V 2

2=10,0mL+10,2mL

2=10,1mL

Para el promedio de volumen de la 2da derivada se utilizan los datos de la 1era derivada.

2) Calculo de la primera derivada ∆ E∆V

Donde:∆ E : variacionde potencial∆V : variaciónde volumen

∆ E∆V

=E2−E1V 2−V 1

=(536,0−533,0 )mV

(10,2−10,0 )mL=15,0mV /mL

3) Calculo de la segunda derivada ∆2E /∆V 2

∆2E

∆V2=

(∆ E∆V

)2

−(∆ E∆V

)1

V 2−V 1=

(25,0−15,0 )mV /mL(10,3−10,1 )mL

=50,0mV /mL2

Cálculos cuantitativos

1) Calculo concentración de Hierro por método grafico (E vs V).

Se obtiene el volumen de titulante gastado en el punto de equivalencia correspondiente al promedio de los últimos dos valores donde ocurre el cambio de potencial.

V=V 1−V 2

2=11,40mL+11,60mL

2=11,50mL

V titulante×N titulante=V analito×N analito

Nanalito=V titulante×N titulante

V analito=11,50mL×0,10N

2mL=0,575N=0,575M

2) Calculo de la concentración de Hierro por método de la primera derivada.Volumen gastado en el punto de equivalencia corresponde al volumen en el punto más alto de la curva.V=11,50mL

Nanalito=11,50mL×0,10N

2mL=0,575N=0,575M

3) Calculo de la concentración de Hierro por el método de la segunda derivada.El volumen de titulante en el punto de equivalencia corresponde a la intersección entre los dos puntos, máximo y mínimo, con el eje y.V=11,50mL


2mL=0,575N=0,575M

4) Calculo de la concentración de Hierro por el método analíticoA partir de los datos de la tabla:

(v1´+v2´)/2 E´/V´11,40 10500,0011,60 -8375,00

11,60mL−11,40mL→10500,00+¿−8375,00∨¿

0,2mL→18875,00x→10500,00

x=0,11125≈0,11mL

Volumen titulante gastadoV=11,40 + 0,11= 11,51mL


2mL=0,575N=0,575M

Conclusiones

En la titulación redox de Fe2+¿¿ con KMnO4 podemos concluir:- En la preparación de la solución de Hierro a titular se agregaron 5 mL de H2SO4 5M para

brindar el medio acido a la reacción.- En la primera titulación orientativa se observó el cambio brusco de potencial entre 11,0-

12,0mL, por lo que el intervalo de 0,2 mL para la titulación definitiva se hace dentro de ese rango.

- Para el cálculo de la concentración de la muestra por medio de los 4 métodos (gráfico, 1era derivada, 2da derivada y analítico) se obtuvo que es el mismo valor para todos, lo que nos indica una gran confiabilidad de los datos y cálculos.

En la titulación de precipitación de Cl−¿¿ con AgNo3 podemos concluir:- En la preparación de la solución de Cloruro a titular se agregaron 10 gotas de HNO3 1:1

para lograr la coagulación del precipitado y disolver impurezas.- Se conectó un puente salino de KNO3 sobre el electrodo de referencia para impedir que el

Cl dentro del calomelano saturado de KCl salga y contamine la solución, lo que se manifiesta al no observarse el salto de potencial.

- El salto de potencial en la titulación orientativa se observó entre 7,0-9,0 mL, por lo que en este rango se titula cada 0,2 mL.

- En el cálculo de la concentración de Cl−¿¿ por los 4 métodos se obtuvieron resultados similares con una pequeña variación entre sí, lo que nos indica que todos los métodos son factibles para la realización de cálculos.

Se debió considerar que:- En ambas reacciones solo hay intercambio de 1e- por lo tanto la concentración es la

misma tanto en N como en M.- Se agregó agua para permitir que los electrodos pudieran interactuar adecuadamente con

la MP, pero no se diluyó la muestra para la medición.

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