Laboratorio #8

DETERMINACION DE CARBONATOS, BICARBONATOS Y MEZCLA ALCALINA.

OBJETIVOS

• Determinar los carbonatos, bicarbonatos y mezcla de carbonatos mediante titulaciones.

FUNDAMENTO

En las determinaciones del método de valoración ácido-base se consideran las determinaciones de carbonatos, bicarbonatos y mezcla de carbonatos y alcalis. Para este último caso se aplica el método de titulación sucesiva donde una cantidad de sustancia se analiza en presencia de dos indicadores.

Se considera los indicadores más comunes: anaranjado de metilo y fenoltaleína.

• DETERMINACION DE CARBONATOS

Una solución que contiene carbonatos al ser titulado con un ácido (HCl) hace que se convierta en bicarbonato que finalmente se transforma en H2CO3 siendo la reacción:

Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl (fenoltaleína)

PH : 1,6 pH : 8,3

NaHCO3 + HCl H2CO3 + NaCl

Na2CO3 + 2HCl H2CO3 + 2NaCl (anaranjado de metilo)

V de la fenoltaleína : ½ V de anaranjado de metilo

Para convertir el carbonato en bicarbonato, se necesitará un volumen de HCl en presencia de fenoltaleína igual a la mitad del volumen total en presencia de Anaranjado de metilo para titular.

PROCEDIMIENTO

Se pesa 20 gr. de muestra y se disuelve en 1 litro de agua destilada. Tomar porciones de 10 ml para analizar, añadir 3 gotas de indicador fenoltaleína. Titular con HCl 0,1 N obteniéndose un color lila.

Se toma una muestra de Na2CO3 en solución, se añade 3 gotas de fenoltaleína, se titula con HCl 0,1 M, es decir 10 ml de NaCO3 + 15ml de H2O destilada + 3 Gotas de fenoltaleína.

Se toma otra muestra con el mismo contenido (Na2CO3) en solución, añadiendo 3 gotas de Anaranjado de metilo.

• DETERMINACION DE BICARBONATOS

Al titular una solución que contiene bicarbonato se produce de la

siguiente reacción:

NaHCO3 + HCl H2CO3 + NaCl

PH . 8,31 pH : 3,0

PROCEDIMIENTO

Se toma una muestra en solución añadiendo a esta muestra 3 gotas de Anaranjado de metilo, es decir, tomamos 10 ml de NaHCO3(ac) + 15 ml de agua destilada + 3 gotas de Anaranjado de metilo.

• DETERMINACION DE LA MEZCLA ALCALINA

(Na2CO3 + NaOH)

Fundamento: este proceso se puede expresar con las siguientes reacciones:

NaOH + HCl NaCl + H2O

Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl

Na2CO3 + HCl H2CO3 + NaCl

El NaOH se neutraliza primero, mientras que el Na2CO3 solamente la mitad (en presencia de fenoltaleina)

PROCEDIMIENTO

Se toma 10 ml de una solución y se agrega 3 gotas de fenoltaleina y 15 ml de agua destilada. se filtra con HCl 0,1N.

Se toma 10 ml del mismo contenido anterior y se agrega tres gotas de Anaranjado de metilo y luego se titula con HCl 0,1 N.

gasto en ml de HCl : 9,8 ml

CUESTIONARIO

Con sus datos experimentales. Calcule las concentraciones de HCL(ac) y del NaOH(ac) con tres cifras.

Para el HCl(ac) : #Eq-gr A : #Eq-gr B

N(HCL) x V(HCl) : W(borax)xV

M(borax)

N(HCL) : 295x10-3x(2) : 0,103

(381,24)(14,9x10-3)

%Error : (0,110 - 0,103) x 100 : 7%

0,1

Para el NaOH(ac): #Eq-grNCl : #Eq-gr NaOH

N(HCl)xV(HCl) : N(NaOH)xV(NaOH)

0,1x17,45 : N(NaOH)x20

N(NaOH) : 0,087

%Error : (0,11 - 0,087) x 100 : 19,7%

0,1

Escriba la variación de la estructura molecular de los indicadores fenoltaleina y Anaranjado de metilo al variar el pH.

Fenoltaleina: la fenoltaleina es un ácido deprótico, es incoloro y después al perder el segundo hidrógeno, aún ión, con un sistema conjugado con un color rojo violáceo.

Anaranjado de metilo: es otro indicador muy utilizado, es una base, y de color amarillo, y con adición de los hidrógenos forma catión de color rojo.

Designamos como indicador ácido : HIn , y como indicador básico a HInOH. Las expresiones de sus disociaciones son:

HIn + H2O H3O+ + In-

In + H+ In+ + OH-

Ka : [H3O+][In-]/[HIn]

PH : pKa - Log [HIn]/[In-]

Rojo de metilo: pH : 4,2 a 6,4

Anaranjado de metilo: 2,2 a 4,5

Con sus valores experimentales calcule en gr/l la solución de los solutos utilizados: NaHCO3 y Na2CO3 y la mezcla alcalina (NaHCO3 + Na2CO3)

Para el NaHCO3 : #Eq-gr NaHCO3 : #Eq-gr HCl

N(NaHCO3)xV(NaHCO3) : N(HCl)xV(HCl)

N(NaHCO3) : (0,1)x(23,5) : 0,235 mol/l

10 ml

luego: W NaHCO3 : N(NaHCO3)xPeq : (0,235)(84) : 0,019

• 1000

Para el Na2CO3: #Eq-gr(Na2CO3) : #Eq-gr(HCl)

N(Na2CO3)xV(Na2CO3) : N(HCl)xV(HCl)

N(Na2CO3) : (0,1)(18,1) : 0,181 mol/l

10

luego: W Na2CO3 : (0,181)(106) : 0,0095

1000x2

Para la mezcla alcalina: calculamos: HCl/Na2CO3

E(HCl) E(Na2CO3) HCl/Na2CO3

WHCL W HCl/Na2CO3

WHCl : W HClxE(Na2CO3) : 0,00365x106 : 0,0053

Na2CO3 E(HCl) 36,5x2

Calculamos el HCl /NaHCO3

E(HCL) E(NaHCO3) HCl : 0,00365x84 : 0,0084

W HCl WHCl/NaHCO3 NaHCO3 36,5x1

En lugar de amarillo de metilo se puede utilizar el rojo de metilo (es mejor). Escriba la variación de su estructura molecular con la variación de pH.

La zona de viraje del rojo de metilo se encuentra en el intervalo de pH de 4,2 a 6,2. El indicador se utiliza en las variaciones con el punto de equivalencia más cercano a la línea de neutralidad el rojo de metilo da un cambio de color más oscuro que el anaranjado de metilo.