OBJECTIU

Aplicació de volumetries d'oxidació-reducció per a normalitzar una dissolució preparada al laboratori de tiosulfat sòdic 0,1 N amb el seu patró primari (dicromat potàssic sòlid .

FONAMENT TEÒRIC

Amb les valoracions volumètriques determinarem volumètricament la concentració d'una substància desitjada en solució per mitjà de l'adició d'una solució estándar de volum i concentració conegudes fins que la reacció es completa, generalment s'indica per un canvi en el color degut a un indicador.

A les valoracions classificades com volumetries redox es fan servir reaccions d'oxidació-reducció. Això vol dir que hi ha una transferència d'electrons.

L'ió iodur (I-), que és un oxidant moderat, es fa servir molt a l'anàlisi d'oxidants. En aquests casos, el iode alliberat a la reacció entre l'analit i l'excés de iodur de potassi es valora amb tiosulfat de sodi.

La reacció entre el iode i l'ió tiosulfat es representa per la següent equació:

I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62-

La formació de l'io tetrationat suposa la pèrdua de dos electrons a partir de dos ions tiosulfat. Per tant, el pes equivalent del tiosulfat de sodi és igual al seu per molecular.

La conversió quantitativa de tiosulfat em tetrationat només es realitza amb iode. Les valoracions de iode amb ió tiosulfat es realitzen millor en medi neutre o lleugerament àcid.

Les valoracions amb tiosulfat de solucions de iode fortament àcides originen resultats quantitatius, sempre que s'eviti l'oxidació amb l'aire, de l'ió iodur. També cal tenir present i evitar la reacció del iode aniònic amb la llum per formar iode diatòmic.

El punt final d'aquesta valoració es determina mitjançant el midó. Quan les dissolucions de iode es valoren amb tiosulfat, l'adició del midó com a indicador cal postposar-la fins que la major part del iode s'hagui consumit; això és, fins que la solució passi de color vermell-marró a un groc pàlid. Aquesta precaució és necessaria per evitar la descomposició del midó per l'elevada concentració del iode.

Les reaccions que tindran lloc en aquesta pràctica es poden escriure de la manera següent:

Cr2O72- + 14H+ + 6e- 2Cr3+ + 7 H2O E0=1,33 V

I3- + 2e- 3I- E0=0,536 V

Es té en compa el seu comportament estequiomètric:

I2 + 2e- 2I-

I la reacció entre el iode i el tiosulfat:

I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62-

MATERIAL

• Aspirador de pipetes.

• Vas de precipitats.

• Erlenmeyers.

• Suport universal.

• Nou.

• Pinces.

• Balança analítica.

• Espàtula.

• Matràs aforat de 250 ml.

• Matràs aforat de 100 ml.

• Morter de porcelana.

• Vareta de vidre.

• Escalfador elàctric.

• Pipeta graduada de 5 ml.

• Pipeta aforada de 20 ml.

• Bureta de 50 ml.

REACTIUS

• Midó. (C6H10O5)n. P.M. (164,14)n g/mol.

• Bicarbonat de sodi. Sodi hidrogencarbonat. NaHCO3. P.M. 84,01 g/mol

• Iodur de potassi pur. KI. P.M. 166,01 g/mol.

• Tiosulfat de sodi. Na2S2O3·5H2O. P.M. 248,18 g/mol.

• Potassi, dicromat 98%. K2Cr2O7. P.M. 294,19 g/mol.

Comburent, O. Tòxic, Xn

R36/37/38: Irrita els ulls, la pell i les víes respiratòries.

R22: Nociu per ingestió.

S28: Molt tòxic per ingestió.

• Acid clorhídric (HCl) 0,1N; 1,19 g/ml; 37%.

Corrosiu, C i Irritant Xi

R34: Provoca cremadures.

R37: Irrita les vies respiratories.

S26: En cas de contacte amb els ulls, rentar amb aigua abundant i anar al metge.

S36/37/39: Fer servir indumentaria i guants adeqüats i protecció per als ulls/la cara.

S45: En cas d'accident o malestar, acudir al metge (si es possible, mostrar-li l'etiqueta).

MÈTODE

Preparació de la dissolució de . Na2S2O3·5H2O 0,1 N:

Preparació de la dissolució de dicromat de potassi 0,1 N:

Preparació de la solució indicadora de midó:

Normalització de la dissolució de tiosulfat de sodi 0,1 N:

RESULTATS I CÀLCULS

Càlculs per preparar 250 ml de dissolució de Na2S2O3·5H2O 0,1 N:

En medi àcid: 2S2O32- 2e- + S4O62-

250 ml x 0,1 eq. Na2S2O3·5H2Ox 248,18 g Na2S2O3·5H2O = 6,2045 g Na2S2O3·5H2O comercial

1000 ml dis. 1 eq. Na2S2O3·5H2O

Càlculs per a la preparació de la dissolució de 100 ml de dicromat potàssic 0,1N:

Cr2O72- + 14H+ + 6e- 2Cr3+ + 7 H2O E0=1,33 V

100 ml diss. x 0,1 eq. K2Cr2O7 x 294,19g K2Cr2O7 x 100 g K2Cr2O7 = 0,5003 g K2Cr2O7

1000 ml diss. 6 eq. K2Cr2O7 98 g K2Cr2O7

Taules de dades experimentals:

Valoració	Pes de KI	Pes de NaHCO3	Volum gastat de Na2S2O3
1ª	3,006 g	2,005 g	20,3 ml
2ª	2,968 g	2,090 g	20,4 ml
3ª	3,060 g	2,006 g	20,3 ml

Pes real agafat de Na2S2O3	6,211 g
Pes real agafat de K2Cr2O7	0,496 g

Càlcul del factor de dilució de la dissolució de Na2S2O3 0,1 N:

Primer trobem la concentració real que tenim de K2Cr2O7, perque no hem pesat exactament la quantitat resultant dels càlculs. Tot i així és una concentració teòrica.

0,496 g K2Cr2O7 · 98 g K2Cr2O7 · 6 eq. K2Cr2O7 = 9,91·10-3 eq K2Cr2O7

100 g K2Cr2O7 294,19 g K2Cr2O7

9,91·10-3 eq K2Cr2O7· 1000 ml = 0,09913 N

100 ml

I d'aquí podem trobar els equivalents que hem afegit a l'erlenmeyer abans de valorar, és a dir, als 20 ml:

20 ml diss. K2Cr2O7 · 0,09913 2 eq. K2Cr2O7 = 1,9827·10-3 eq. K2Cr2O7

1000 ml diss. K2Cr2O7

I fem servir, basant-nos en les reaccions, les següents equivalències (veure reaccions al fonament teòric):

1 eq K2Cr2O7 1 eq Cr2O72- 1 eq I2 1 eq S2O32- 1 eq. Na2S2O3

I ara, com que sabem els equivalents que tenim de dicromat, deduïm que tenim els mateixos de tiosulfat i el relacionem amb el volum que hem fet servir a cada valoració:

1,9827·10-3 eq. Na2S2O3 · 1000 ml = 0,09767 N

20,3 ml

1,9827·10-3 eq. Na2S2O3 · 1000 ml = 0,09804 N

20,4 ml

1,9827·10-3 eq. Na2S2O3 · 1000 ml = 0,09767 N

20,3 ml

I la mitja de les tres concentracions trobades serà:

0,09767 + 0,09804 + 0,09767 = 0,0978 N

3

I, per tant, el factor:

F= 0,0978 = 0,978

0,1

Taula de resultats:

Normalitat trobada 1	0,09767
Normalitat trobada 2	0,09804
Normalitat trobada 3	0,09767
Mitja de les normalitats	0,0978
Factor de dilució	0,978

OBSERVACIONS

Encara que les dades de pes agafat de bicarbonat o de KI no són necesaries per fer els càlculs creiem que cal exposar-les per ser dades experimentals.

BIBLIOGRAFIA

• Catàleg MERCK de productes químics (1996).

• Química analítica. Skoog/West. Ed: McGrawHill.

1

5

TÉCNIQUES BÀSIQUES DE LABORATORI 4-Abr-2000

Pràctica 14: Preparació i valoració d'una dissolució de tiosulfat sòdic patró 0,1N.

(volumetries redox)

Càlculs per preparar 250 ml de dissolució de Na2S2O3·5H2O 0,1 N

Pesada del reactiu comercial de Na2S2O3·5H2O

Matràs aforat de 250 ml

Afegir 5 ml d'HCl concentrat

Dissoldre a un erlenmeyer amb 100 ml d'aigua destil·lada aproximadament

+ 3 g de KI

+ 2 g de bicarbonat sòdic

Afegir 20 ml de la dissolució 0,1 N de dicromat potàssic

Matràs aforat de 100 ml

Pesada del reactiu comercial de K2Cr2O7

Càlculs per preparar 100 ml de dissolució de dicromat de potassi 0,1 N

Valorar amb la dissolució de tiosulfat de sodi 0,1 N

Diluir 200 ml d'aigua destil·lada

Envasar i etiquetar

+ 3 grams de iodur de potassi

Deixar refredar

+ 100 ml d'aigua destil·lada bullint

Afegir aigua destil·lada a temperatura ambient fins fer una papilla

Pulveritzar

1 g de midó

Deixar reposar a la foscor durant 10 minuts