VALORACIÓN DE UNA MEZCLA DE SOSA Y CARBONATO DE CALCIO

VALORACIÓN DE UNA MEZCLA DE SOSA Y CARBONATO DE CALCIO

I Objetivos:

El alumno aprenderá a preparar una solución de HCl 0.1 N y a valorarla con un estándar primario, utilizando el método volumétrico de neutralización y determinará el contenido de NaOH y/o Na2CO3 en una muestra por el método de Warder.

II Fundamento Teórico:

1 Método de Warder

Cuando se añade un acido diluido a una solución de carbonato de sodio lentamente y agitando de una forma continua el carbonato se convierte primero en bicarbonato:

N2CO3 + HCl – NaHCO3 + NaCl……………. (1)

Al ocurrir esta transformación el pH del bicarbonato es aproximadamente de 8.3 si se contiene añadiendo acido hasta pH 4 todo el bicarbonato se transforma según:

NaHCO3 + HCl – NaCl + H2o + CO2……….. (2)

Al valorar en un acido diluido una solución de NaOH la neutralización se neutraliza parcialmente a pH 4.

En consecuencia una mezcla de NaOH y Na2CO3 se le añade fenolftaleína indicador cuyo intervalo de viraje está entre pH 9.8 y 8.0 y se procede a titularlo con un acido diluido, el cambio de color de la fenolftaleína de rojo a incoloro se verifica cuando se haya neutralizado totalmente la sosa y justamente cuando todo el carbonato se haya transformado en bicarbonato.

Si se agrega unas gotas de anaranjado de metilo y se continua con la titulación con el acido el cambio de color se verificara al transformarse todo el bicarbonato en cloruro y CO2

Si observamos la ecuación (1) y (2) deducimos que el volumen de acido gastado en la segunda fase de titulación correspondiente a la mitad del Na2CO3 que había en la solución problema.

Si “N” representa el número de mililitros de acido empleado para valorar la solución problema en presencia de la fenolftaleína y “n” corresponde a lo gastado en la segunda fase de la titulación tendremos:

Na2CO3 = 2n

NaOH = N –n Esto se da en el caso que N > n

Es decir trata de una mescla de NaOH a Na2CO3 .Si N = n se tendria un carbonato puro y si N < n se trata de una mescla de carbonato y bicarbonato.

2 Volumetrías de neutralización

En numerosos análisis químicos es necesaria la utilización de soluciones ácidos y bases fuertes de concentraciones conocidas. La concentración de dichas soluciones puede determinarse por medio de titulaciones o valoraciones de neutralización.

La titulación o valoración es la operación básica de la volumetría, mediante la cual se agrega solución patrón o un peso exacto de reactivo puro disuelto a la muestra que se analiza, hasta que se completa la reacción. Se considera que una titulación de neutralización o valoración ácido - base termina cuando el número de equivalentes del ácido es igual al número de equivalentes de la base, momento en el cual se alcanza el punto de equivalencia de la reacción.

El punto de equivalencia de la titulación es un concepto teórico; la estimación práctica de su valor se conoce como punto final. Para las titulaciones ácido - base, los dos métodos más comunes para la determinación de los puntos finales son el empleo de indicadores coloreados o el uso de un peachímetro para controlar el pH de la solución en función del volumen del titulante agregado.

3 Preparación de soluciones de HCl

El ácido clorhídrico se usa frecuentemente en los análisis volumétricos de neutralización porque sus soluciones diluidas son estables y porque se puede utilizar en presencia de la mayoría de los cationes sin que ocurran reacciones de precipitación. Las soluciones patrón de HCl se preparan diluyendo ácido clorhídrico concentrado calidad reactivo.

4 Valoración de las soluciones de HCl

Como el HCl no es un patrón primario se hace necesario valorarlo para conocer su concentración exacta. El Na2CO3 anhidro se emplea comúnmente para estandarizar soluciones de HCl. La reacción de neutralización del HCl con el Na2CO3 es:

2HCl + Na2CO3 2NaCl + H2CO3

5 Preparación de soluciones de NaOH

El hidróxido de sodio tanto en solución como en estado sólido reacciona con el CO2 atmosférico produciendo Na2CO3 según la reacción:

CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O

Existen diversos métodos para la preparación de soluciones de NaOH exentas de carbonato. El método más utilizado aprovecha la poca solubilidad del carbonato de sodio en concentraciones altas de hidróxido de sodio. El carbonato de sodio formado se elimina por filtración o centrifugación.

Las soluciones de hidróxido de sodio se deben preparar en agua a la que previamente se le ha eliminado el CO2; para ello se debe hervir durante algunos minutos el agua destilada; una vez fría se le añade el hidróxido de sodio.

Para impedir el acceso de CO2 del aire se guarda la solución en un recipiente provisto de cal sódica. En caso de no utilizar cal sódica, un frasco de polietileno cerrado herméticamente producirá la suficiente protección durante una o dos semanas.

6 Valoración de soluciones de NaOH

La solución básica se valora con un tipo primario como son los ácidos débiles, ftalato ácido de potasio (FAP), ácido benzóico o yodato ácido de potasio.

III Fundamento Práctico:

1 MATERIALES Y REACTIVOS:

Material Reactivos

1 Bureta

1 Soporte Universal

1 Pinza para bureta

1 Vaso de precipitados de 250 ml

3 Matraces Erlenmeyer de 250 ml

1 Matraz volumétrico 1000 mal

1 Matraz volumétrico de 100 ml

1 Probeta de 50 ml

2 gotero

1 Pipeta graduada de 10 mal Ácido Clorhídrico concentrado

Carbonato de Sodio Anhidro

Fenolftaleína

Anaranjado de Metilo

Agua destilada

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