Manualqaiii Sem2019-II
Manualqaiii Sem2019-II
Manualqaiii Sem2019-II
Manual de Laboratorio:
Química Analítica III
CARRERA:
Química Industrial
Autores:
Alma Luisa Revilla Vázquez
Pablo Hernández Matamoros
Carmen Campo Garrido Moreno
Martha Angélica Villegas González
I
PRESENTACIÓN DEL MANUAL
El manual presenta una serie de prácticas relacionadas con los diferentes métodos de detección y
separación instrumentales, temas de apoyo para el mejor entendimiento y aplicación de los temas
a desarrollarse y también incluye el diseño y desarrollo de un proyecto experimental. Dichas
prácticas y proyecto tienen como objetivo el cumplir con los objetivos del curso apoyando de
manera constante a la enseñanza teórica.
Para cumplir el objetivo de la asignatura, el alumno debe realizar y justificar las condiciones
experimentales planteadas en la práctica, además de efectuar el diseño de un proyecto en el que a
partir de datos teóricos o experimentales, debe de plantear la preparación de soluciones y sistemas,
así como el tratamiento de una muestra para llevar a cabo la cuantificación de un analito de interés.
El presente manual persigue mejorar la práctica docente de esta asignatura, así como en el
aprovechamiento de los alumnos, por lo cual los comentarios relacionados a su contenido son
bienvenidos empleando los buzones de sugerencias o bien directamente al responsable de
asignatura o jefe de sección.
I
Organigrama simplificado relacionado a la Sección de Química Analítica
II
INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS GENERALES DEL CURSO.
Debido a la gran variedad de métodos analíticos instrumentales con los que se cuentan en la
actualidad y a su incesante desarrollo, el dominio de todos ellos es difícil abordar en su totalidad
en un curso de licenciatura por lo tanto es necesario adquirir conocimiento de una manera general
sobre ellos y efectuar la interpretación y manejo de la información obtenida
Si se trata de encontrar un punto en común entre los métodos de detección, es que todos ellos
persiguen tener las condiciones óptimas para detectar uno, dos o más analitos presentes en una
mezcla. Las técnicas a estudiar se utilizan básicamente para el Análisis Cualitativo, otras más en el
Análisis Cuantitativo y un buen grupo de ellas es capaz de cumplir con ambas funciones.
Los objetivos del curso pretenden que al finalizar el mismo el alumno sea capaz de:
Enumerar, identificar y seleccionar en un método dado las variables más convenientes para
realizar la detección óptima de las sustancias de interés químico empleando las
herramientas adquiridas previamente y durante el curso de esta asignatura.
III
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUÍMICAS
SECCIÓN QUÍMICA ANALÍTICA
CODIGO: FPE-CQ-DEX-01-02
FPE-CQ-DEX-03-02
CALENDARIZACIÓN FPE-CQ-DEX-04-02
No. Revisión: 00
Elaboró*
*Profesor, Resp. de asignatura, Resp. de calidad, Resp. de área
IV
SISTEMA DE EVALUACIÓN PROPUESTO.
5) Examen: En el curso se proponen dos exámenes. Es requisito acreditar al menos uno de ellos
(con una calificación mínima de 6.0)
Hasta que sea aprobado el protocolo del proyecto por el asesor, se podrá comenzar la parte
experimental.
V
PUNTOS MÍNIMOS QUE DEBE DE INCLUIR UN REPORTE
La mejor experimentación del mundo puede tener poco o ningún valor si no se comunica a
otras personas, lo cual debe realizarse correctamente, con una redacción clara y atractiva. Aunque
la comunicación puede a veces ser oral, en la mayoría de los casos la gente se entera de nuestro
trabajo a través de páginas impresas. Es importante desarrollar las habilidades en la comunicación
tanto escrita como verbal, como una parte esencial e integral de la formación de nuestros alumnos.
Introducción
a) Indicación del tema
Si nuestro título es eficaz, podemos suponer que ya hemos atraído la atención del lector y
que él ha tomado nuestro informe para leerlo. Sin embargo, casi con certeza él comenzará de cero,
o casi, en lo que se refiere a nuestro experimento, y conforme se dispone a leer, nuestra primera
tarea es orientar su reflexión hacia nuestra particular área de estudio. Revisión de la información
existente.
En este punto, la reacción natural de nuestro lector será esperar algún tipo de recordatorio
sobre la información básica relativa a esta área en particular. Podemos atender esta necesidad
dándole un breve resumen del estado del conocimiento actual relativo a nuestro experimento.
c) Aplicación de la información al experimento específico
Basado en el contenido de la sección anterior, nuestro lector estará preparado para entender
todo lo que sigue del informe, y su reacción natural en este punto será preguntarse: ¿En qué forma
se refiere todo esto a este experimento en particular? Deberíamos, por tanto, presentar un párrafo
o dos que expliquen cómo la información básica, como la ecuación que representa el
comportamiento del modelo, puede transformarse para fundamentar nuestro experimento en
particular.
d) Resumen de la intención del experimento
Es muy satisfactorio para el lector si concluimos nuestra introducción con un resumen de
nuestra intención específica en el experimento.
e) Enunciado del propósito del experimento
En este apartado se incluye el objetivo de la investigación, el cual debe de estar redactado
en forma breve y concisa.
VI
Puntos mínimos que debe incluir un reporte
Conclusiones
Una vez que se llevó a cabo todo el experimento estamos en la posición de establecer unas
conclusiones. En éstas debe de incluirse las razones por las cuales el modelo teórico es explicado
o no por la información experimental (esto último en caso de que suceda).
Referencias.
Se deben de incluir todas las fuentes consultadas (incluyendo artículos, páginas web, libros, tesis,
etc.) utilizando el formato APA 2016.
VII
GUÍA METODOLÓGICA o PROTOCOLO
2. Investigación bibliográfica.
Una vez definido el problema, el estudiante se ayudará de la información contenida en la
bibliografía a su disposición (libros, artículos, tesis, etc), para obtener un conocimiento mayor
sobre el tema y con ayuda de esta información, planteará su hipótesis.
3. Hipótesis.
El estudiante planteará la hipótesis; es decir, una suposición que permite establecer relaciones
entre hechos. Su valor reside en su capacidad para establecer estas relaciones entre los hechos,
y de esa manera explicarnos porque se produce.
La hipótesis también es aquella explicación anticipada que permite tener una noción de la
realidad que ocurre en un fenómeno.
4. Metodología experimental.
Se pretende con esto, que los estudiantes propongan un trabajo experimental que les permita
evaluar la validez de su hipótesis. Para esto tendrán que considerar los métodos analíticos con
que cuentan en el laboratorio, así como el material y el tiempo para su desarrollo. Además, el
establecer las condiciones experimentales debe de estar sustentada con todas las
herramientas disponibles, tales como diagramas de zonas de predominio, de fases, de
Pourbaix, etc., así como las constantes de equilibrio de reacción a las condiciones elegidas,
etc. Por lo que deberán tener en cuenta los siguientes aspectos:
a) Reactivos: Es necesario verificar que los reactivos que se utilizarán existan en el
laboratorio, o bien en el almacén de la Sección de Química Analítica. De no ser así,
consultar con los profesores la posibilidad de sustituirlo por otro equivalente.
b) Preparación de soluciones: Considerar cuidadosamente las cantidades que se utilizarán
durante el desarrollo experimental para evitar el desperdicio o la falta de soluciones.
c) Procedimiento experimental: Basado en la información encontrada en la literatura, o bien,
propuestas personales, se realizará la descripción detallada de la experimentación.
d) Diagrama de flujo: El diagrama de flujo deberá incluir la asignación de actividades para
cada una de las personas que integran el equipo de trabajo, así como una estimación del
tiempo que tomará cada actividad. No olvidar que existen actividades que se pueden realizar
en forma paralela, lo que nos permite optimizar el tiempo.
e) Recolección de resultados: Esta recolección podrá presentarse en tablas o gráficas, las
cuales deberán llenarse en el transcurso del desarrollo experimental.
5. Referencias. Libros, revistas, pagina web, etc. (utilizar preferentemente el formato APA)
VIII
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN
DIVISIÓN DE CIENCIAS QUÍMICO-BIOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS QUÍMICAS
Dar a conocer las reglas de seguridad e higiene que deben cumplirse al ingresar a los
Laboratorios de Química Analítica.
ART. 1.- Al ingresar Alumnos, Profesores, personal de la Sección y visitas deben portar bata blanca, se
realice actividad experimental, examen o cualquier otra actividad dentro del laboratorio, (excepto
personal de limpieza o mantenimiento quienes usan su uniforme).
Durante la actividad experimental debe usarse lentes de seguridad y zapato cerrado en el laboratorio.
ART. 2.- Se deberán conservar limpias las instalaciones (en especial las campanas de extracción,
canaletas y tarjas de las mesas de laboratorio), el material y el equipo de trabajo (incluyendo las balanzas
analíticas) al inicio y al final de cada sesión experimental.
ART. 3.- Se deberá guardar orden y disciplina dentro del laboratorio, durante la sesión experimental
deberán colocar las mochilas en los anaqueles que están indicados, no jugar, no correr.
ART. 4.- Queda estrictamente prohibido fumar, consumir alimentos y bebidas dentro del laboratorio y en
el inter del mismo, ya que muchas de las sustancias químicas que se emplean son corrosivas y/o tóxicas.
ART. 5.- Es importante que antes de trabajar, el estudiante conozca las características de las sustancias
químicas que va a utilizar para que pueda manipularlas adecuadamente (se deberá apoyar en la consulta
de las hojas de seguridad).
ART. 6.- Para la extracción de reactivos líquidos, se deberán emplear perillas de hule y nunca succionar
con la boca.
ART. 7.- Los reactivos químicos no deberán ser manipulados directamente, se deberán usar
implementos como pipetas, espátulas, cucharas, etc.
ART. 8.- Después de manipular sustancias químicas es necesario lavarse las manos con agua y jabón.
ART. 9.- Si se utilizan parrillas o cualquier otro equipo, se deberá estar atento en su manejo para evitar
un accidente.
ART. 10.- En caso de ingestión, derrame o inhalación de algún reactivo por parte de algún estudiante,
deberá ser notificado al asesor del grupo, el cual tomará las acciones pertinentes, previa consulta de las
hojas de seguridad.
IX
Reglamento
ART. 11.- Al término de la sesión experimental, el asesor de grupo, deberá regresar los reactivos al inter-
laboratorio y las disoluciones empleadas a su lugar de resguardo correctamente etiquetadas con la
etiqueta del Sistema de Gestión de Calidad.
ART. 12.- Todas las personas que elaboren disoluciones y/o generen residuos deben etiquetar
correctamente los frascos que se utilicen para este propósito utilizando la etiqueta del Sistema de Gestión
de Calidad (solicitar al laboratorista) y colocarse en los lugares asignados.
ART. 13.- Los residuos de cada experimento deberán tratarse y eliminarse adecuadamente por los
alumnos, previa consulta del diagrama ecológico incluido en el manual de prácticas y con el apoyo del
asesor. Los ácidos y bases deben ser tratados sin demora.
ART. 14.- Cuando el residuo no pueda ser eliminado, el alumno deberá resguardarlo, en un contenedor,
debidamente etiquetado y cerrado, y colocarlo en el anaquel destinado para ello.
ART. 15.- Antes de iniciar las actividades experimentales se le solicitará al laboratorista el material y
equipo necesarios, para ello, una persona responsable del equipo dejará su credencial (únicamente de
la UNAM) en depósito y firmará un vale por el material y equipo recibidos. En caso de que existiera un
defecto en el material o equipo recibido, éste deberá ser anotado en el vale.
ART. 16.- Es responsabilidad del alumno revisar el estado en que recibe el material, ya que al término
de la sesión experimental lo debe regresar en las mismas condiciones en las que lo recibió y
perfectamente limpio.
ART. 17.- En caso de extravío o daño del material o equipo de laboratorio, se resguardará el vale de
solicitud de material y la credencial del estudiante responsable del daño o extravío hasta su reposición
con iguales características.
ART. 18.- Los alumnos que adeuden material de laboratorio, deberán reponerlo a la mayor brevedad
posible o a más tardar el último día de realización de prácticas, de lo contrario los deudores serán
reportados al Departamento de Servicios Escolares.
ART. 19.- El número máximo de alumnos que podrán permanecer en el cuarto de balanzas (L-101-102)
será el mismo que el número de balanzas disponibles.
ART. 20.- Cuando sea asignada, una gaveta a los alumnos y por razones de olvido o pérdida de la llave,
queda prohibido forzarla. En tal situación los alumnos deberán solicitar su apertura, por escrito, al
responsable del laboratorio o Jefe de Sección, previa autorización del profesor del grupo. Queda
prohibido guardar residuos en las gavetas.
X
Reglamento
ART. 21.- La gaveta podrá usarse hasta la semana 15 del semestre por lo que, el grupo de estudiantes
deberán desocuparla a más tardar en la semana 16.
ART. 22.- No se permitirá el uso de balanzas y equipos a personas ajenas al laboratorio o fuera del
horario de su sesión experimental. Si una persona ajena al laboratorio solicita reactivos, equipo o
materiales debe acudir con el Jefe de Sección con un oficio de solicitud.
ART. 23.- Queda prohibida la entrada al Inter del laboratorio y al Laboratorio de la Sección a toda persona
ajena (incluyendo niños).
ART. 24.- Usar correctamente los equipos, consultando las guías de uso y registrando en las bitácoras,
así como dejarlos limpios al terminar de usarlos.
ART. 25.- Si un equipo está descompuesto, se debe reportar en el formato FITE-CQ-DEX-03-02 que se
encuentra al lado del Inter especificando lo que se observa del problema y se debe entregar al
laboratorista.
ART. 26.- Si se tiene alguna queja al incumplimiento de la seguridad en los laboratorios, manifestarla en
el buzón de quejas y sugerencias.
XI
Reglamento
El alumno deberá ser puntual y ordenado en las horas programadas para el laboratorio, anotando
en una libreta exclusiva para esto todos los cálculos, mediciones y datos experimentales obtenidos
a lo largo de la sesión experimental.
El equipo que se use para cada una de las prácticas podrá utilizarse después de que el profesor haya
dado la explicación para su manejo, y bajo la asesoría de un profesor, cuidando siempre de
mantener en las mejores condiciones posibles el equipo.
Con lo que respecta a reactivos, nunca debe regresar la porción de un reactivo que no haya sido
utilizado al frasco de origen. Manejar en la campana los reactivos tóxicos, ácidos, disolventes, etc.
Las muestras problemas deberán proveerlas los alumnos que conforman un equipo, a excepción de
que los profesores les indiquen que se cuenta con ellas.
XII
PRACTICA 1. VALORACIÓN POTENCIOMÉTRICA DE Fe(II) CON PERMANGANATO
EN TABLETAS
OBJETIVOS
Conocer y aplicar los criterios necesarios en el montaje y calibración de un potenciómetro
para realizar una valoración REDOX.
Construir una gráfica de = F (mL MnO4¯) y a partir de ella conocer los criterios para
obtener el Volumen de Punto de Equivalencia.
Determinar experimentalmente los Eo’’ de las especies redox involucradas y la Keq”,
justificar en base a DZP las especies químicas predominantes a las condiciones de
trabajo.
Cuantificar el contenido de FeSO4 experimental y compararlo con el reportado por el
fabricante.
INTRODUCCIÓN
Para llevar a cabo una valoración óxido-reducción, se debe emplear una reacción espontánea y
cuantitativa en las condiciones de trabajo. Además, es importante se debe conocer la
estequiometría de la reacción. La propiedad por medir en las reacciones REDOX es el potencial
() producido por la reacción.
El potenciómetro es el equipo comúnmente empleado para medir las diferencias de potencial ()
entre dos electrodos (indicador y referencia), estos se relacionan con las concentraciones
molares de oxidante y reductor y la transferencia de electrones entre ellos.
El electrodo indicador da una respuesta con respecto al de electrodo de referencia. El potencial
generado por el electrodo de referencia es constante durante las mediciones, por lo que se
pueden expresar las lecturas obtenidas como = ind – ref, donde el potencial de referencia se
considera como CONSTANTE, entonces se puede aproximar ind.
Las curvas obtenidas son bi-logaritmicas, involucran dos pares redox y se rigen por la ecuación
de Nerst: 𝐸 = 𝐸# + %.%' log ,- .
( ./0
Cerca del punto de equivalencia en cuestión, se observa un cambio brusco del potencial
experimental, debido a que el sistema se encuentra en una zona de potencial mixto. El volumen
de punto de equivalencia se determina tomando en cuenta el número de electrones
intercambiados en la reacción.
CUESTIONARIO PREVIO.
1. Explicar las características de un electrodo indicador REDOX (oxido-reducción)
2. Explique las características de un electrodo de referencia. Mencionar 2 ejemplo de electrodos
de referencia.
3. Investigar la composición química de un electrodo de calomel y en qué condiciones se
convierte en un electrodo de referencia.
4. Investigar la composición química de un electrodo combinado de platino e indicar porque es
posible utilizarlo como un electrodo indicador.
5. Escribir y balancear correctamente la reacción de valoración entre: Fe2+ + MnO4¯
Si sus pares redox son: Fe3+ / Fe2+ con E° = 0.77 V y MnO4¯ / Mn2+ con E° = 1.51 V
6. Esbozar la curva de = F (mL MnO4¯) y discutir ¿Cuántos puntos de equivalencia y cuántos
puntos de equilibrio se pueden localizar sobre la curva?
7. Realizar los calculos para preparar todas las soluciones que se utilizarán en la práctica.
1
Práctica 1. Valoración potenciométrica de Fe(II)
PARTE EXPERIMENTAL
MATERIAL POR EQUIPO REACTIVOS
1 soporte universal completo Muestra: comprimidos/tableta de FeSO4
1 mortero con pistilo (Hemobion 200, fumarato ferroso, etc)
1 bureta de 10 mL
1 pipeta graduada de 10 mL Permanganato de potasio
4 vasos de precipitados de 50 mL (KMnO4)
1 piseta con agua destilada
1 propipeta Ácido sulfúrico (H2SO4)
1 agitador magnético c/ barra magnética
Potenciómetro con electrodo de platino y
de calomel saturado
Preparación de soluciones:
0.1 L de Permanganato de potasio (KMnO4) de concentración conocida (0.1N)
0.1 L de Ácido sulfúrico (H2SO4) 1.0 M
Solución Problema: Pesar 10 tabletas y obtener la masa promedio. Pulverizar 2 tabletas con
ayuda de un mortero. Pesar aproximadamente exacto 0.1 g de polvo en un vaso de precipitados,
empleando la balanza analítica. Agregar 10 mL de H2SO4 1.0 M, la barra magnética y agitar por
10 minutos. Preparar 4 soluciones problema.
Valoración potenciométrica
1.- Conectar el potenciómetro y calibrarlo cerrando el circuito (pedir apoyo al profesor).
2.- Conectar los electrodos al potenciómetro e introducirlos a la muestra disuelta
3.- Con agitación constante, registrar la primera lectura de potencial del sistema inicial.
4.- Comenzar a agregar de 0.2 mL en 0.2 mL la solución valorante de KMnO4 0.1N y anotar en la
Tabla 1 las lecturas de potencial correspondientes a cada volumen agregado. Considerar como
volumen final el doble del volumen de punto de equivalencia donde se detectó el cambio brusco
en la propiedad medida (E).
5.- Graficar los datos obtenidos.
2
Práctica 1. Valoración potenciométrica de Fe(II)
RESULTADOS
0.40 3.40
0.60 3.60
0-80 3.80
1.00 4.00
1.20 4.20
1.40 4.40
1.60 4.60
1.80 4.80
2.00 5.00
2.20 5.20
2.40 5.40
2.60 5.60
2.80 5.80
3.00 6.00
3
Práctica 1. Valoración potenciométrica de Fe(II)
1.5
E(V)
0.5
0
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6
Volumen de MnO4 (mL)
Graficar E = f(mL de MnO4) y por medio del método de las tangentes determinar el volumen
al punto de equivalencia.
De la gráfica de potenciométrica:
4. Corregir los valores de potencial con respecto al Electrodo Normal de Hidrogeno (ENH)
5. Determinar el volumen de punto de equivalencia (VPE) de la valoración. Explicar los
criterios utilizados para determinarlo. (en el grafico señalar el volumen y el potencial al
punto de equivalencia)
6. Establecer las ecuaciones válidas de ” = F(mL MnO4¯)) para cada etapa de la valoración
(inicio, APE, PE, DPE) en indicando las especies presentes en las condiciones de trabajo.
7. Estimar los valores experimentales de E°” de los pares Fe”(III)/Fe”(II) y Mn”(VII)/Mn”(II) y
a partir de estos E°” calcular la Keq” experimental.
8. Cuantificar la cantidad de Fe2+ por una tableta y calcular el porcentaje en relación con el
marbete.
4
Práctica 1. Valoración potenciométrica de Fe(II)
REFERENCIAS
3. Vogel, A., “Textbook of Quantitative Chemical Analysis” 5ª ed., Longman Scientific and
Technical, Gran Bretaña, 1989
4. Charlot, G., “Análisis Cuantitativo rápido de cationes y de aniones, 3ª ed., Alhambra, España,
1982
DIAGRAMA ECOLÓGICO
5
PRACTICA 2. VALORACION POTENCIOMETRICA DE DOS HALOGENOS EN MEZCLA
OBJETIVOS
Comprender el fundamento teórico y los criterios que explican porque reacciones de
precipitación pueden ser seguidas mediante la potenciometría. Además, justificar
debidamente cada parte del montaje experimental.
Construir una gráfica de = F (mL Ag+) y a partir de ella conocer los criterios para
obtener los Volúmenes de Punto de Equivalencia.
Estandarizar al valorante (Ag+) por medio del Método de Mohr. Justificar químicamente el
método.
Determinar la concentración de yoduro y cloruro en una solución que contiene una mezcla
de ambos aniones por medio de una valoración potenciométrica utilizando Ag +
estandarizado.
INTRODUCCIÓN
Las medidas potenciométricas proveen métodos altamente selectivos para la determinación
cuantitativa de numerosos cationes y aniones y también se emplean en estudios fundamentales
para determinar constantes de equilibrio termodinámicas como Ka y Kps.
Eref Ej Eind
El electrodo de referencia es la media celda con un potencial de electrodo conocido con exactitud
y es independiente de la concentración del analito o cualquier especie presente en la solución. El
electrodo indicador es por lo general altamente selectivo para el analito a ser estudiado; está
sumergido en la solución del analito y desarrolla un potencial que depende de la actividad del
analito. El tercer componente de la celda es el puente salino. Éste separa el componente del
electrodo de referencia de los componentes de la solución del analito, manteniendo la
electroneutralidad de la solución del analito mediante la migración de iones, contenidos en el gel
del puente salino, hacia la solución. Se genera un potencial entre los extremos del puente salino,
conocido como potencial de unión líquida (junction potencial). Si los iones en el puente salino se
desplazan a la misma rapidez, éste potencial se cancela. De esta manera, el potencial de la celda
será:
E celda = E ind – E ref
El intercambio de electrones entre los pares conjugados (que se forman en el sistema de
valoración) se realiza en la superficie del electrodo indicador. Es importante destacar que todos
los elementos de una semirreacción deben de estar físicamente presentes para realizar la
medición de potencial eléctrico.
CUESTIONARIO PREVIO
1. Investigar las características de los electrodos indicadores de primera especie.
2. Investigar las características de los electrodos indicadores de segunda especie.
3. Mencionar dos ejemplos concretos de electrodos que se utilicen como indicadores de
segunda especie y sus características principales.
4. Escribir los equilibrios electroquímicos balanceados y sus ecuaciones de Nernst de los pares
oxidante-reductor:
a) Ag+/Ag°, b) AgCl(s)/Ag0 y c) AgI(s)/Ag0.
6
Práctica 2. Valoración potenciométrica de halógenos
PARTE EXPERIMENTAL
EQUIPO
1 Potenciómetro 1 electrodo de plata
1 agitador magnético 1 electrodo de calomel
Soluciones a preparar
a) 25 mL de disolución de yoduro de sodio aproximadamente 0.035 M y cloruro de sodio
aproximadamente 0.05 M (por grupo)
b) 50 mL de disolución de nitrato de plata aproximadamente 0.04 M.
c) 10 mL de cromato de potasio 5 %.
d) 10 mL de nitrato de potasio 1% p/V
Procedimiento
1. Pesar en la balanza analítica aproximadamente 50 mg de cloruro de sodio, reactivo
analítico, (patrón primario). Disolver el sólido en agua destilada y preparar 25 mL de
solución.
2. Medir de manera exacta 5 mL de la solución de cloruro de sodio y agregarle 3 gotas de la
solución diluida de cromato de potasio.
3. Realizar la valoración agregando con una bureta la solución de nitrato de plata; detener la
valoración hasta el cambio de coloración del sistema (de amarillo a naranja) y anotar el
volumen al vire; reportar los datos grupales.
4. Repetir nuevamente el procedimiento, al menos dos veces más.
5. Medir una alícuota de 5 mL de la solución mezcla de yoduro de sodio y cloruro de sodio.
6. Calibrar el potenciómetro.
7. Preparar el montaje para llevar a cabo la valoración potenciométrica (fig 1):
7
Práctica 2. Valoración potenciométrica de halógenos
Sumergir el electrodo de plata en la solución que tiene la mezcla de yoduro y cloruro, en otro
contenedor colocar alrededor de 10 mL de la solución de KNO3 y sumergir el electrodo de
referencia en ella. Unir ambas soluciones mediante un puente de Agar-KNO3 y conectar los
electrodos al potenciómetro. La bureta debe dirigirse hacia el contenedor que tiene la
mezcla.
8. Llevar a cabo la valoración registrando los valores de potencial antes de agregar el
valorante y durante las adiciones del mismo.
9. Graficar E=f(V).
DATOS
Cloruro de plata pKs = 9.75 Yoduro de plata pKs = 16.08
Cromato de Plata pKs = 11.95 Ag+/Ag° E° = 0.799 V
RESULTADOS
Vol. Promedio:
Concentración real:
Observaciones:
8
Práctica 2. Valoración potenciométrica de halógenos
9
Práctica 2. Valoración potenciométrica de halógenos
REFERENCIAS
3. Vogel, A., “Textbook of Quantitative Chemical Analysis” 5ª ed., Longman Scientific and
Technical, Gran Bretaña, 1989
1
0
Práctica 2. Valoración potenciométrica de halógenos
DIAGRAMA ECOLOGICO
VALORACIÓN
POTENCIOMÉTRICA
ESTANDARIZACIÓN DETERMINACIÓN DE
SOLUCIÓN MEZCLA
Valorar potenciométricamente
R1 5 mL con AgNO3 hasta
adicionar alrededor de 15 mL.
R2
Tratamiento de residuos:
1
1
PRACTICA 3. VALORACIÓN CONDUCTIMÉTRICA DE SULFATO EN TABLETAS
OBJETIVOS
INTRODUCCIÓN
Se puede entender que la conducción de una solución de un electrolito, se da cuando las
especies cargadas positivamente y negativamente migran hacia el cátodo y el ánodo
respectivamente. Así bien, la conductancia en una solución está definida como la medida
del flujo de corriente, resultado de aplicar una fuerza eléctrica, y esta a su vez depende
del número de partículas cargadas dentro de la solución, es decir que la concentración
está relacionado directamente el valor de la conductancia de la solución.
Así, el valor de la conductancia puede ser utilizado para obtener la concentración total de
electrolito, por lo que es útil para poder realizar la cuantificación de distintos tipos de
analitos y reacciones. Esto se lleva a cabo por medio de las valoraciones
conductimétricas, en las que la medición de dicha conductancia se utiliza para obtener el
punto final de la valoración.
Este tipo de valoraciones tiene algunas ventajas sobre otras como las potenciométricas,
ya que se pueden aplicar a soluciones diluidas (recomendable) y/o sistemas donde la
reacción puede llegar a ser incompleta, así mismo se puede aplicar en soluciones que
cuentan con color, ya que este no afecta a la medición de la conductancia, y también en
soluciones en las que se tenga o se forme un sólido durante la valoración. Pero como
toda técnica, tiene sus limitaciones, y la principal es que al aumentar la concentración de
electrolitos dentro de la solución este se vuelve menos precisa en la obtención de dicho
punto de final de valoración.
En esta práctica se llevará a cabo una reacción de solubilidad, para cuantificar dos iones
dentro de la misma reacción, hierro y sulfato, pero antes se llevará a cabo igualmente
una reacción de solubilidad entre el sulfato y bario.
CUESTIONARIO PREVIO
1. Defina el término conductividad
2. Compare la conductividad eléctrica con la térmica.
3. ¿Qué relación existe entre la conductividad eléctrica y la resistencia? ¿cuáles son sus
unidades?
4. ¿De qué depende que un material o solución presente una buena conductividad eléctrica?
5. ¿Qué se mide experimentalmente, conductividad o conductancia y por qué?
6. ¿Qué factores influyen en la medición de la conductividad?
7. Explique las diferencies entre un “electrolito” y “no electrolito” y de un ejemplo para cada caso
8. Realice los cálculos para la preparación de la solución problema
9. Realice los cálculos para preparar las soluciones indicadas en la práctica.
12
Práctica 3. Valoración conductimétrica de sulfato
PARTE EXPERIMENTAL
1.- Preparar una solución de 2.-Preparar una solución de 3.- Llenar la bureta con BaCl2.
BaCl2 0.0125 M K2SO4 0.00455 M
6.- Detener la valoración al 5.- Realizar la valoración, agregando 4.-Colocar 20mL de K2SO4
tener suficientes puntos 0.5 ml de valorante en cada 0.00455 M en un vaso
después del volumen al medición. tequilero
punto de equivalencia
6.- Detener la valoración al tener 5.- Realizar la valoración, agregando 4.-Tomar una alicuota de 20
suficientes puntos después del 0.5 ml de valorante en cada ml de la sol. de sulfato
volumen al punto de equivalencia. medición. ferroso (muestra).
13
Práctica 3. Valoración conductimétrica de sulfato
RESULTADOS
Conc. BaCl2
14
Práctica 3. Valoración conductimétrica de sulfato
Datos
Peso molecular del BaCl2. 2H2O; 244.27 g/mol.
Peso molecular del FeSO4; 278.05 g/mol.
Revisar el contenido marcado por tableta en relación a Fe(II) y/o sulfato ferroso.
Referencias
1.- Brunatti, P., De Nápoli, H. Titulaciones conductimétricas [versión electrónica]. Consultado
http://www.ciens.ucv.ve:8080/generador/sites/martinezma/archivos/Titulaciones%20Conductime
tricas.pdf febrero 01 de 2017.
2.- Cáñez- Carrasco M.G., García-Alegría A.M., Bernal-Mercado A.T., Federico-Pérez R.A.,
Wicochea-Rodríguez J.D. Conductimetría y titulaciones, ¿cuándo, por qué y para qué? Educación
Química. 22(2). (2011). 166-169.
3.- García Jennifer, Schultz D. Linda. Determination of Sulfate by Conductometric Titration: An
Undergraduate Laboratory Experiment. Chem Educ, J. 93. (2016). 910-914.
4.- Thermo Fisher Scientific Inc. Thermo Scientific Orion Star™ and Star Plus Meter User Guide.
[versión electrónica]. Consultado por última vez en noviembre 16 de 2016 de la URL.
https://static.thermoscientific.com/images/D01188~.pdf
5.- Brown, T. L.; Lamay, H. E., Jr.; Bursten, B. E.; Murphy, C. J.; Woodward, P. M.; Stoltzfus, M.
W. Chemistry: The Central Science, 13th ed.; Pearson/Prentice Hall: Upper Saddle River, NJ,
2015; pp 792, 1103
15
PRACTICA 4. ELECTRODEPOSICIÓN DE COBRE
OBJETIVOS
Identificar las diferentes técnicas para llevar a cabo una electrodeposición, así como los
principios en que se basan estas técnicas.
Determinar el método electrogravimétrico que permita llevar a cabo la separación
selectiva y cuantitativa de una mezcla de cationes, en disolución acuosa.
Evaluar si la electrodeposición se realiza con rendimiento adecuado para fines
cuantitativos.
INTRODUCCION
En el análisis electrogravimétrico, el analito se deposita cuantitativamente en forma de un sólido
sobre el cátodo o el ánodo. El aumento de masa del
electrodo mide directamente la cantidad del analito. Es
necesario aplicar corriente o potencial eléctrico para
Amperímetro Voltímetro
hacer el electrodeposito y se deben de monitorear
- ambos parámetros (Fig. 1) pues al cambiar la
+ concentración de los iones en solución, ambos
Fuente de
Poder
cambian.
Para saber que la electrodeposición ha terminado, se
puede observar la desaparición del color de la
Cátodo Ánodo disolución o sumergir un poco más el electrodo en la
(malla de Pt) (malla de Pt)
disolución y ver si se ha producido un depósito en esta
nueva zona. Un tercer método es tomar una pequeña
muestra de la disolución y hacer un análisis cualitativo
para ver si queda aún analito.
En la práctica, hay más de una especie electroactiva,
que pueden interferir de diversas maneras. Por
M + ejemplo, el agua es electroactiva, puede reducirse a H2
o bien oxidarse a O2, a un determinado valor de voltaje.
Las burbujas de gases interfieren en la deposición de
H2O A- sólidos, a causa de esto, es importante controlar el
potencial del electrodo.
CUESTIONARIO PREVIO
1 - ¿Qué es una reacción electroquímica?
2.- Enunciar la primera Ley de Faraday.
3.- Explique los procesos electroquímicos que suceden durante una electrodeposición.
4.- Explique la diferencia entre una electrodeposición a potencial y a intensidad controlada.
16
Práctica 4. Electrodeposición de cobre
PARTE EXPERIMENTAL
EQUIPOS: Electrodepositador
Potenciómetro con un electrodo de calomel saturado y un puente de agar
17
Práctica 4. Electrodeposición de cobre
REFERENCIAS
1. Erwing, G. W., "Métodos Instrumentales de Análisis Químicos", Mc Graw-Hill, México.
2. Vassos, B.H., y Ewing G.W., "Electroquímica Analítica", Limusa, México.
3. Charlot, G. "Química Analítica General", Toray-Masson, Barcelona (España), Tomos I al IV.
4. Koryta, Dvorak, Kavan, “Principles of Electrochemistry”, 2a Ed., J Wiley & Sons Inc., 1993, NY,
USA
5. Crow D.R., “Principles and Applications of Electrochemistry”, 3a Ed., Chapman &Hall, 1988,
USA.
18
Práctica 4. Electrodeposición de cobre
Agua hasta 3 cm
por debajo la Introducir los electrodos de rejilla de
parte superior de platino dentro del vaso.
las rejillas.
Agua
destilada para Continuar hasta que se demuestre la
elevar el nivel desaparición del cobre en la solución
de la solución
19
PRACTICA 5: ESPECTROFOTOMETRIA UV-VIS (MOLECULAR Y ATOMICA)
OBJETIVOS
Conocer los fundamentos, partes básicas y el manejo general de un espectrofotómetro de
absorción molecular y un espectrofotómetro de absorción atómica
Reproducir el espectro de absorción molecular y atómico de una solución de cobre y
compararlos.
Identificar las diferencias y similitudes que existen entre los resultados de los diferentes
espectrofotómetros.
INTRODUCCIÓN
La espectrofotometría abarca un número considerable de técnicas que proveen de información
química sobre la composición de una solución y/o mezclas. Estas técnicas se pueden clasificar
en tres grupos principales dependiendo del tipo de partícula que detectan: espectrofotometría
óptica que se basa en la detección de la intensidad de energía de fotones (absorción, emisión y
fluorescencia); la espectrometría de masas, donde el número de iones atómicos se determina
como función de su relación masa-carga y la espectroscopia electrónica donde el número de
electrones expulsados de una muestra se miden de acuerdo a su energía cinética que está
directamente relacionada con la energía de enlace del electrón correspondiente a un cierto átomo.
Los métodos espectrofotométricos ópticos UV-Vis son los más ampliamente usados como
métodos de detección, debido a que se puede decir que la mayoría de las sustancias químicas
presentan la propiedad de absorber radiación electromagnética en la región ultravioleta y/o
visible. La espectrofotometría de absorción se da tanto a nivel atómico como molecular, ambas
poseen el mismo principio fisicoquímico pero los espectros son muy diferentes, debido a que se
relacionan de manera directa con la especie química del analito al momento de obtener el
espectro. Ambos equipos, espectrofotómetro de absorción molecular (fig. 1) y de absorción
atómica (fig. 2) poseen en general los mismos componentes, pero hay diferencias, sobretodo en
la parte donde la muestra se pone en contacto con la fuente de radiación, pero también en cuanto
a su aplicación y en el tratamiento de la muestra antes de ser analizada.
20
Práctica 5. Espectrofotometría UV/VIS
CUESTIONARIO PREVIO
1. Explicar el fundamento fisicoquímico de la espectrofotometría de absorción
2. ¿Qué tipos de espectrofotometría de absorción existen? De una breve explicación
3. Mencione algunos de los usos y aplicaciones de la espectrofotometría UV/Vis
4. Explique los siguientes términos: absorción, emisión, ionización.
5. Ejemplificar un espectro de absorción molecular y otro de absorción atómica.
6. Realizar los cálculos para la preparación de soluciones necesarias en la práctica.
PARTE EXPERIMENTAL
21
Práctica 5. Espectrofotometría UV/VIS
22
Práctica 5. Espectrofotometría UV/VIS
Medir a continuación los sistemas de la curva de absorción a la longitud que marque el equipo
como primera opción; este equipo pide primero calibración con agua y después con blanco
reactivo. Los datos obtenidos se anotan en la tabla 4, se grafica inmediatamente y se realiza el
análisis de regresión lineal.
23
Práctica 5. Espectrofotometría UV/VIS
Se mide la absorbancia a los sistemas relacionados con la solución problema; anotar los datos
también en la Tabla 4. El valor de absorbancia de la solución problema debe de estar dentro de
los valores que se obtuvieron para la curva de calibración para ser aceptable y llevar a cabo la
cuantificación.
REFERENCIAS
1.- Ramette R., Equilibrio y Análisis Químico. Editorial Fondo educativo Interamericano., pag. 72-
74.
2.-Willard H., Métodos Instrumentales de Análisis, Editorial Grupo Editorial Iberoamérica., pag.
115, 166,167
3.- Skoog/ West, Química Analítica, editorial Mc Graw Hill, pag. 451-453
24
PRACTICA 6. CURVA DE ADICION PATRON (CON Y SIN EFECTO DE DILUCION)
OBJETIVOS
Obtener el espectro de absorción del complejo Fe(Ofen)3 para seleccionar la longitud de
onda óptima de trabajo.
Aplicar los conocimientos teóricos para analizar de manera correcta las curvas de adición
patrón con y sin dilución, con el fin de cuantificar adecuadamente Fe(II) en una muestra
comercial.
INTRODUCCIÓN
Una de las maneras más fáciles de realizar una cuantificación es a través de la construcción de
una curva de calibración, la cual implica la preparación de una serie de diluciones de un reactivo
estándar concentrado (solución stock) de la misma naturaleza del analito. Sin embargo, cuando
la matriz de la muestra a analizar es muy compleja, es conveniente adicionar además del
estándar, una cantidad constante de la muestra misma con el objetivo de compensar distintos
tipos de interferencias, a esta curva se le conoce como curva de adición patrón.
Una vez preparados los sistemas de la curva de adición patrón, se colocan en el instrumento de
medición y se obtiene su respuesta (P). Los resultados se grafican P=f(concentración del
estándar), esperando una respuesta lineal que no parte del origen y realizando el tratamiento
matemático adecuado es posible determinar la concentración del analito de interés.
En la presente práctica se realizará una curva de adición patrón para cuantificar
espectrofotométricamente la cantidad de hierro(II) presente en una muestra comercial, para ello
se aprovechará la característica de éste para formar un complejo estable (rojo-naranja) al
reaccionar con o-fenantrolina, que absorbe a una longitud de onda de 510 nm. El complejo puede
formarse en un intervalo de pH de 2 a 9, y aunque éste es suficientemente amplio, se recomienda
adicionar acetato de sodio o amonio para mantener el pH en un valor adecuado, además se
recomienda el adicionar algún reductor con el fin de asegurarse que todo el hierro presente se
encuentre como hierro (II).
CUESTIONARIO PREVIO
1. ¿Cuáles serían las condiciones experimentales adecuadas para la reacción entre Fe(II) y
o-fenantrolina?
2. Explicar cómo se prepara una curva de adición patrón
3. Explicar las diferencias entre una curva de calibración y una curva de adición patrón
4. ¿Cómo se debe de realizar la corrección de la propiedad medida para eliminar el efecto
de dilución?
5. Investigar por qué es necesario adicionar clorhidrato de hidroxilamina.
6. Realizar los cálculos para la preparación de soluciones necesarias en la práctica
PARTE EXPERIMENTAL
25
Práctica 6. Curva de adición patrón espectrofotométrica
Preparación de soluciones
Solución Stock de Fe(II): Pesar aproximadamente 50 mg de sulfato ferroso amoniacal, agregar
aproximadamente 5 mL de agua, 5 gotas de ácido sulfúrico concentrado y aforar con agua
destilada a 10 mL (por grupo). De la solución anterior tomar con micropipeta 0.110 mL (110 µL)
y aforar a 25 mL para obtener una concentración aproximada de Fe(II) de 3 ppm (por equipo).
Clorhidrato de hidroxilamina 5 %: Pesar aprox. 2.5 g de reactivo y aforar a 50 mL con agua.
O-fenantrolina 0.2%: Pesar aproximadamente 100 mg de orto-fenantrolina, disolver en 20ml de
agua y adicionar 10 gotas de ácido sulfúrico concentrado, para facilitar la solubilidad y aforar a
50 mL con agua destilada.
Acetato de sodio 0.2 M: Realizar los cálculos necesarios para preparar 50 mL.
Solución problema: Se requiere de una muestra comercial que contenga sulfato ferroso. Realizar
el tratamiento adecuado y las diluciones necesarias, de tal manera que se tengan 25 mL de
solución problema de concentración 3 ppm de Fe(II) aproximadamente.
Para la curva de adición patrón con dilución (tabla 2) utilizar tubos de ensayo para su preparación.
26
Práctica 6. Curva de adición patrón espectrofotométrica
Una vez preparados los sistemas de las curvas, se recomienda esperar al menos 20 min, para
favorecer el desarrollo máximo del color característico del complejo (rojo-naranja).
0.6
0.5
0.4
A
0.3
0.2
0.1
0
400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600
Longitud de onda (nm)
27
Práctica 6. Curva de adición patrón espectrofotométrica
0.6
0.5
0.4
A
0.3
0.2
0.1
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
[Fe(II)] std (ppm)
28
Práctica 6. Curva de adición patrón espectrofotométrica
0.6
0.5
0.4
A y Acorr
0.3
0.2
0.1
0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
[Fe(II)] std (ppm)
29
Práctica 6. Curva de adición patrón espectrofotométrica
MANEJO DE RESIDUOS
Medir el pH de la solución sobrante de Fe(II)std y si éste se encuentra entre 5 y 8 desechar
a la tarja con abundante agua.
La solución sobrante de Fe(II) problema así como de acetato de sodio pueden verterse a
la tarja.
Todos los sistemas de la curva así como las soluciones restantes de o-fenantrolina y
clorhidrato de hidroxilamina, deben almacenarse en un frasco de residuos perfectamente
etiquetado.
REFERENCIAS
1. Harris, D. C., “Análisis Químico Cuantitativo”, 3ª ed., Iberoamericana, México, 1992
2. Skoog/ West, “Química Analítica”, editorial Mc Graw Hill
3. Determinación colorimétrica del hierro [en línea] disponible en:
http://sgpwe.izt.uam.mx/files/users/uami/jpn/file/Quimica_Inorganica/1_Determinacion_C
olorimetrica_del_Hierro.pdf
4. Determinación de hierro por el método 1-10-fenantrolina [en línea] disponible en:
http://es.calameo.com/read/000279659a3e6c7d28e06
30
PRACTICA 7: VALORACION ESPECTROFOTOMÉTRICA
OBJETIVO GENERAL
Determinar espectrofotométricamente la concentración de Fe(III) en disolución mediante
una valoración con EDTA.
OBJETIVOS PARTICULARES
Verificar la aplicación de las condiciones de amortiguamiento en un sistema de reacción
para el análisis químico.
Establecer la reacción química a las condiciones de amortiguamiento impuestas a través
de DZP, para efectuar el cálculo de la constante de reacción condicional.
Afianzar los conocimientos sobre el manejo y cuidados del espectrofotómetro.
Identificar a partir de la forma de la curva de valoración obtenida, las especies que
absorben a la longitud de onda de trabajo.
Identificar a partir de la forma de la curva de valoración obtenida si la reacción es o no
cuantitativa.
Obtener el volumen de punto de equivalencia mediante un método gráfico y uno analítico
a partir de la curva de Acorr = f(V)
Obtener los coeficientes de absortividad molar (experimentales) de las especies
absorbentes
INTRODUCCIÓN
La cuantificación de un catión metálico mediante una valoración espectrofotométrica empleando
la formación de un complejo es posible midiendo una propiedad fisicoquímica que tiene una
relación lineal con la concentración de la especie que presenta color. El efecto de la dilución que
se presenta durante una valoración es importante, en esta práctica se realiza la valoración de una
solución de Fe(III) con una solución de EDTA (en un medio doblemente amortiguado) y se mide
la absorbancia (a una longitud de onda fija) durante el proceso de valoración; matemáticamente
se hace el tratamiento de los resultados para eliminar el efecto de dilución.
Si recordamos los requisitos mínimos necesarios que hasta ahora hemos cumplido para efectuar
una valoración: conocer una de las cantidades y/o concentraciones de los reactivos implicados,
conocer la ecuación química balanceada de la reacción de valoración, que esta reacción sea
cuantitativa y, de cinética rápida, además de contar con una técnica para determinar el volumen
de punto de equivalencia; veremos que una de las grandes ventajas de las valoraciones seguidas
espectrofotométricas es que ya no es requisito fundamental que la reacción sea cuantitativa
puesto que aún en reacciones poco cuantitativas es factible encontrar el volumen de punto de
equivalencia y también no es fundamental que la reacción sea de cinética rápida ya que se puede
construir una curva de valoración sin dilución mediante la preparación de sistemas que
mantengan el volumen de la solución por valorar, pero que varíen en el volumen de titulante y
pueden ser aforados a un mismo volumen, lo que nos da la posibilidad de, en caso de ser
necesario, calentarlos, controlar la temperatura y el tiempo.
CUESTIONARIO PREVIO
1. Investigar el tratamiento y cuidados que deben tenerse para el uso del EDTA como patrón
primario.
2. Escribir el equilibrio generalizado correspondiente a la reacción de valoración y construir la
TVCM.
31
Práctica 7. Valoración espectrofotométrica
3. Investigar algunas propiedades físicas y químicas del catión Fe (III) en solución acuosa, como
su color en solución, a qué condiciones comienza a precipitar, complejos que forma con
acetato y/o EDTA.
4. ¿Cuál sería el blanco apropiado para la determinación de la práctica?
5. Realizar los cálculos para preparar 200 mL de solución buffer de una concentración total de
acetatos (AcO’) 0.5 M y pH = 4.7, además describir el procedimiento experimental para
prepararla.
6. Realizar los cálculos para preparar todas las soluciones de la práctica.
PARTE EXPERIMENTAL
Soluciones a preparar por grupo:
1) 200 mL de solución amortiguadora de pH=4.7 de ácido acético/acetato 0.5 M.
2) 50 mL de solución problema de cloruro férrico aproximadamente 0.01 M, aforada con
solución amortiguadora de Ac’ pH=4.7.
3) 50 mL de solución estándar de Na2H2Y 0.01M aproximadamente, pero conocida con
exactitud, disuelta y aforada en solución amortiguadora de Ac’ pH=4.7.
Material Reactivos
1 bureta de 10 mL Ácido acético
4 vasos de precipitados de 50 mL Acetato de sodio
1 matraz volumétrico de 200 mL Cloruro férrico
2 matraz aforado de 100 mL EDTA
1 matraz aforado de 50 mL
1 pipeta volumétrica de 5 mL
1 pipeta graduada de 10 mL
soporte universal completo
1 piseta
32
Práctica 7. Valoración espectrofotométrica
RESULTADOS
pH experimental de la solución amortiguadora:
Masa exacta medida de Na2H2Y: Concentración real:
Masa exacta medida de FeCl3:
Observaciones
33
Práctica 7. Valoración espectrofotométrica
34
Práctica 7. Valoración espectrofotométrica
DATOS
Fe(OH)n3-n log1 = 11, log2 = 21.7
Fe(OH)3 pKs = 38.6
Fe(Ac)n3-n log1 = 3.4, log2 = 6.1, log3= 8.7
FeHY pKa = 1.4
FeY – pKc = 25.1
FeOHY 2 – pKb = 6.5
H4Y pKa’s = 2.07, 2.75, 6.24, 10.34
REFERENCIA
1. Harris, D. C., “Análisis Químico Cuantitativo”, 3ª ed., Iberoamericana, México, 1992
2. Ringbom, A. “Formación de complejos en Química Analítica”, Alhambra, España, 1979
3. Vogel, A., “Textbook of Quantitative Chemical Analysis” 5ª ed., Longman Scientific and
Technical, Gran Bretaña, 1989
4. Kolthoff, I. M., et. al. “QUANTITATIVE CHEMICAL ANALYSIS”. 4ª. ed. The Macmillan
Company. Estados Unidos de América, 1969
35
Práctica 7. Valoración espectrofotométrica
DIAGRAMA ECOLOGICO
VALORACIÓN
ESPECTROFOTOMÉTRICA
PREPARACIÓN DE
SOLUCIONES
CALIBRACIÓN DEL
ESPECTROFOTÓMETRO
TITULACIÓN
ESPECTROFOTÓMETRICA
Valorar 5 mL de solución de
Fe (III)’’ con Y’’ hasta adicionar
alrededor de 10 mL.
R1
Tratamiento de residuos
R1 Máximo 15 mL por equipo de mezcla (FeY’’, Y’’’, AcO’’) a pH = 4.7. Neutralizar con cal a
valores de pH entre 5.5 y 8 y desechar en la tarja.
Si hay sobrante de las soluciones preparadas, se pueden juntar con los R1, a menos que el
profesor indique otra cosa y prefiera resguardarlas en un frasco debidamente etiquetado.
36
PRACTICA 8. ANALISIS DE MEZCLAS POR ESPECTROFOTOMETRIA DERIVATIVA
OBJETIVOS.
Conocer el fundamento del análisis de mezclas binarias mediante espectrofotometría de
primera derivada.
Obtener los espectros de absorción puros y sus derivadas de Cu (II) y Ni (II) con la
finalidad de reconocer los puntos de anulación (zero-crossing) donde es posible
cuantificarlos sin una separación previa.
Efectuar tratamiento matemático de los datos obtenidos experimentalmente para realizar
adecuadamente la cuantificación de la mezcla binaria Cu (II)” y Ni (II)” mediante una curva
de calibración en medio amonio/amoniaco usando el concepto de punto de anulación
(zero-crossing).
Cuantificar Cu(II) y Ni(II) de una muestra problema mediante la espectrofotometría
derivada.
INTRODUCCION
La espectrofotometría es por mucho una de las técnicas más utilizadas en la
determinación de sustancias capaces de absorber radiación electromagnética. Debido a la
facilidad en el manejo del equipo es posible cuantificar analitos en muestras que no presenten
interferencias. La principal limitante que presenta esta técnica radica en que cuando se tiene dos
o más analitos que absorban radiación, se dificulta su análisis debido a las interferencias
espectrales. Una posibilidad de eliminar estas interferencias es utilizando la Espectrofotometría
de primera derivada o segunda derivada. Esta variante de técnicas espectrofotométricas se
selecciona debido a que tiene la posibilidad de determinar los componentes de una mezcla
binaria y/o ternaria sin la necesidad de tener un método de separación.
Un espectro de primera derivada es un gráfico de gradiente de la dA / dλ de la dotación de
absorción en comparación con la longitud de onda y dispone de un máximo y un mínimo. La
distancia vertical entre estos es la amplitud, que es proporcional a la concentración del analito.
La diferenciación que hace el espectro derivado discrimina contra las bandas anchas, haciendo
hincapié en las características más nítidas en medida que se incrementa con el orden creciente
de derivados [2].
Por esta razón, la utilización de los espectros derivados puede aumentar la sensibilidad de la
detección de menores características espectrales (por ejemplo, los hombros) y reducir el error
causado por la superposición de la banda espectral de la sustancia analizada por bandas de
interferencia de otras especies, en la muestra. El principal inconveniente de la técnica derivada
es que la relación señal-ruido se vuelve cada vez peor por órdenes superiores [2].
Para el análisis cuantitativo, la ley de Lambert -Beer (A = εﺎC) se cumple para el espectro normal,
la ecuación para primera derivada se puede obtener de la siguiente manera:
37
Práctica 8. Espectrofotometría derivativa
Por lo anterior se puede aplicar el concepto de punto de anulación a mezclas binarias como se
muestra en la figura 1.
Figura 1. (a) espectro de absorción, (b) espectro de primera derivada de dos analitos A y B (mostrando su paso por
cero), y (c) espectro de primera derivada donde se muestra los puntos donde la señal depende únicamente de uno de
los analitos [4].
CUESTIONARIO PREVIO.
1. Decir en forma breve ¿en qué casos sería justificable el uso de la espectrofotometría
derivativa?
2. En la espectrofotometría derivativa ¿cómo se afecta la relación señal/ruido?
3. Si se considera la mezcla de dos componentes 1 y 2 a concentraciones C1 y C2 y un paso
óptico de =ﺎ1 cm y tomando en cuenta que la ley de aditividades A=ε1ﺎC1 + ε2ﺎC2 se
cumple, expresar la primera y la segunda derivadas.
4. Realizar los cálculos para la preparación de soluciones necesarias en la práctica
38
Práctica 8. Espectrofotometría derivativa
PARTE EXPERIMENTAL
EQUIPO: Espectrofotómetro PERKIN ELMER UV/Vis Lambda 18 con celdas de vidrio o cuarzo y
pH metro con electrodo combinado de vidrio.
Material Reactivos
1 Matraz aforado de250 mL. Amoniaco RA,
3 Matraces aforados de 10 mL. Sulfato o cloruro de Cu(II),
Gradilla y 10 tubos de ensayo Sulfato o cloruro de Ni(II)
Pipetas volumétricas de 1, 2, 3, 4, 5 mL. HCl
Micropipeta (0.2 a 2 mL.) HNO3
PREPARACIÓN DE SOLUCIONES:
39
Práctica 8. Espectrofotometría derivativa
Datos:
Ligante= NH3 Ni(II) Cu(II) Zn(II)
Log B1 2.75 4.13 2.27
Log B2 4.95 7.61 4.61
Log B3 6.64 10.48 7.01
Log B4 7.79 12.59 9.06
Log B5 8.50 --
Log B6 8.49 --
40
Práctica 8. Espectrofotometría derivativa
REFERENCIAS.
1. Douglas A. Skoog, F.James Holler. (2001). “Principios de análisis instrumental.” McGraw Hill.
Quinta edición. México D.F.,(141,142).
2. F. Aberasturi (2001). “UV–Visible First-Derivative Spectrophotometry Applied to an Analysis of
a Vitamin Mixture”. Journal of Chemical Education (2001), 78, 793-795.
3. Alma Luisa Revilla Vázquez, Pablo Hernández Matamoros. ”Determinación Simultánea de
Cafeína Y Ácido Acetilsalicílico en Tabletas por Espectrofotometría de La Primera Derivada
(UV-Vis)”. Memorias en extenso XXII Congreso Nacional de Química Analítica. Editadas por
la Asociación Mexicana de Química Analítica. A. C.México, 2008. ISBN 978-968-9400-01-1.
4. F. Aberásturi, A. I. Jiménez, F. Jiménez, and J. J. Arias.”UV–Visible First-Derivative
SpectrophotometryApplied to an Analysis of a Vitamin Mixture”. Departamento de Química
Analítica, Nutrición y Bromatología, Universidad de La Laguna, Facultad de Química,E-38071,
La Laguna, Tenerife, Spain.
41
PRACTICA 9. DETERMINACIÓN DE BISMUTO POR ESPECTROFOTOMETRIA DE
ABSORCION ATOMICA EN PEPTOBISMOL
OBJETIVOS
Reforzar los conocimientos de curva de calibración y espectrofotometría de absorción
atómica.
Cuantificar bismuto en un producto farmacéutico empleando una curva de calibración y
comparar el resultado con lo indicado en el marbete y en la legislación nacional.
Realizar adecuadamente el tratamiento de la muestra para garantizar la destrucción de la
materia orgánica presente
CUESTIONARIO PREVIO
1. Explique ¿en qué consisten los fenómenos de Absorción, Emisión y Fluorescencia a nivel
atómico?
2. ¿Cuál es el efecto de la temperatura en la Absorción y Emisión atómica? Explique en
relación a la distribución de Boltzman
3. Describa brevemente los diferentes tipos de interferencia que existen en la técnica de
absorción atómica empleando flama.
4. Dibuje y describa brevemente la función de los componentes básicos de un
espectrofotómetro de absorción atómica.
5. Realice los cálculos para la preparación de las soluciones para esta práctica y traer 5
pastillas de PEPTO-BISMOL o 10ml de jarabe, por equipo.
PARTE EXPERIMENTAL
Material Reactivos
1 Matraz aforado de 500 mL.
3 Matraces aforados de 25 mL. Nitrato de Bi(III),
Gradilla y 10 tubos de ensayo
Pipetas volumétricas de 1, 2, 3, 4, 5 mL. HNO3
Micropipeta (0.2 a 2 mL.)
Preparación de soluciones.
HNO3 0.01M. Preparar 500mL de ácido nítrico 0.01M (disolución ácida).
42
Práctica 9. Espectrofotometría de absorción atómica
Soln de Bismuto Stock: preparar 100 ml de una solución estándar de 100 g/mL de Bismuto
elemental a partir del reactivo analítico Bi(NO3)3·5H2O, utilizando para el aforo la disolución ácida.
4. RESULTADOS
Curva de calibración.
1. Construir una curva de calibración de Abs = f([Bi]std).
2. Determinar si la curva de calibración presenta un comportamiento lineal, si no lo es, explicar
las posibles causas de la no-linealidad.
43
Práctica 9. Espectrofotometría de absorción atómica
5. REFERENCIAS
1. Métodos Instrumentales de Análisis. Habart H. Willard y Lynne L. Merrit, Jr. Grupo Edit.
Iberoamericana. 1991, México D. F.
2. Análisis Instrumental. Douglas A. Skoog y James J. Leary, 4° edición. Mc Graw Hill
Interamericana de España. 1994.
3. Instrumentación Química, Howard A. Strobel. Editorial Limusa. México,1974.
4. Analytical Chemistry. Principles and Techniques. Larry G. Hargis. Prentice Hall. 1988.
5. Métodos Instrumentales de Análisis en Química analítica. Gary T. Bender, Ph. D.
editorial Acribia, S.A. España 1987
6. Chemistry Experiments for Instrumental Methods. Donald T. Sawyer, William R.
Heineman. John Wiley & Sons, Inc. 1984
7. Química Analítica. Gary D. Christian. Noriega Editores. Editorial Limusa. 1990, 2ª
Edición.
8. Análisis Químico cuantitativo. Daniel C. Harris. Editorial Reverté S. A. 2001, 2a. edición.
9. Química Analítica Contemporánea. Judith F. Rubinson, Kenneth A. Rubinson. Prentice-
Hall. Hispanoamericana, S. A. 1a. Edición, 2000.
10. Química Analítica 2° edición. Donald J. Pietrzyk. Nueva Editorial Interamericana S. A.
De C. V. México, D.F. 198
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