Resumen de Volumetrías (Tema 10) PDF

TEMA 10 Reacciones ácido base Volumetrías Métodos electroquímicos VOLUMETRÍAS Y MÉTODOS ELECTROQUÍMICOS SE USAN PARA DETERMINAR LA CANTIDAD DE SUSTANCIA DE UNA MUESTRA  SIMILITUDES Y DIFERENCIAS SIMILITUDES - Precisión y e...

TEMA 10 Reacciones ácido base Volumetrías Métodos electroquímicos VOLUMETRÍAS Y MÉTODOS ELECTROQUÍMICOS SE USAN PARA DETERMINAR LA CANTIDAD DE SUSTANCIA DE UNA MUESTRA  SIMILITUDES Y DIFERENCIAS SIMILITUDES - Precisión y exactitud - Requieren calibración DIFERENCIAS VOLUMETRIAS M. ELECTROQUÍMICOS Se usa el volumen de una MEDIO MEDICIÓN Se usan corrientes / potenciales disolución patrón eléctricos Una disolución con [conocida] PRINCIPIO MEDICIÓN Usa propiedades eléctricas de reacciona con otra con una celda electroquímica para [desconocida] cuantificar la sustancia VOLUMETRIAS 1. DE PRECIPITACIÓN 2. DE OXIDACIÓN REDUCCIÓN 3. DE FORMACIÓN DE COMPLEJOS 4. DE NEUTRALIZACIÓN VOLUMETRÍAS 1. DE PRECIPITACIÓN MEDIMOS la cantidad de un ión específico de una disolución problema que, al reaccionar con una disolución patrón de concentración conocida, forma un precipitado. Necesitamos un reactivo precipitante: es el que provoca la formación del precipitado En algunos casos, necesitaremos también indicadores VOLUMETRÍAS 1. DE PRECIPITACIÓN - EN EL LABORATORIO Tenemos una disolución problema con iones Ag + y Cl-. Queremos determinar la [Ag+]. Nuestra disolución patrón de concentración conocida es de NaCl El reactivo precipitante que usaremos será nitrato de plata: AgNO 3  VOLUMETRÍAS 1. DE PRECIPITACIÓN - EN EL LABORATORIO Colocamos en un matraz: Volumen conocido de la disolución problema Volumen conocido de la disolución patrón (que tiene una concentración conocida) Añadimos el reactivo precipitante GOTA A GOTA mientras agitamos. El reactivo precipitante AgNO3 REACCIONA con los iones Ag+ y se forma AgCl que es INSOLUBLE. AÑADIMOS hasta que no se forma mas precipitado (punto de equivalencia. “Saturación”). CUANTIFICAMOS EL SÓLIDO Y MEDIANTE CALCULOS = [Ag+]  VOLUMETRÍAS 2. DE OXIDACIÓN REDUCCIÓN MEDIMOS la cantidad de una de las dos especies que forman parte un par redox. PAR REDOX = Una sustancia que se oxida al perder electrones + una sustancia que se reduce al ganar esos electrones (se los intercambian) Necesitamos una disolución problema con una [iones desconocida] y una disolución patrón con [conocida] Generalmente, necesitamos indicadores * Se suelen usar métodos electroquímicos  VOLUMETRÍAS 2. REDOX- EN EL LABORATORIO Tenemos una disolución problema con iones Fe 2+ INDICADOR FENOFTALEÍNA: Nuestra disolución patrón de concentración conocida es de KMnO 4 - Es inocolora en medio ÁCIDO Vamos - Esañadiendo rosa en gradualmente medio BÁSICOKMnO 4, lo que va ocurriendo es que el hierro, en presencia de KMnO 4 se comporta cediendo electrones que el KMnO4 va aceptando. Nuestro punto de partida es ácido. Pero una vez todo el hierro se ha oxidado, el medio se vuelve básico y la Añado d. patrón hasta que todos los iones hierro hayan cedido todos sus disolución cambia de color electrones. ¿Cómo lo se? Indicadores.  VOLUMETRÍAS 3. DE FORMACIÓN DE COMPLEJOS MEDIMOS la cantidad de una sustancia que forma un complejo con otra sutancia Necesitamos una disolución problema con una [desconocida] y una disolución patrón con [conocida] Generalmente, necesitamos indicadores VOLUMETRÍAS 3. F. DE COMPLEJOS – EN EL LABORATORIO Tenemos una disolución problema de LECHE. Queremos determinar la [CaINDICADOR 2+]. Le añadimos el indicador (negro de ericromo T) NEGRO DE ERICROMO T: Nuestra disolución patrón de concentración conocida es EDTA (acido El cambio de color puede ser: etilendiaminotetraacético) - De rojo a azul (este caso) - Deañadiendo Vamos rojo a púrpura gradualmente EDTA, lo que va ocurriendo es que va formando complejos con los iones Ca2+: Ca(EDTA)2- Depende de la naturaleza de cada reacción. Cuando todos los iones de Ca hayan formado complejos, ya podemos calcular la concentración. Lo vemos con el cambio de color. VOLUMETRÍAS – MÁS VAMOS A UTILIZAR 4. DE NEUTRALIZACIÓN (ÁCIDO-BASE) Sabemos que ÁCIDO + BASE SAL + AGUA UTILIZAMOS las volumetrías para calcular la concentración de ÁCIDO o BASE que tenemos en una disolución desconocida, a partir de otra disolución de la cual SI conocemos la concentración. - ACIDIMETRÍAS: determinamos [ácido] a partir [base conocida] - ALCALIMETRÍAS: determinamos [base] a partir [ácido conocida] VOLUMETRÍAS – MÁS VAMOS A UTILIZAR 4. DE NEUTRALIZACIÓN (ÁCIDO-BASE) NECESITAMOS: - Disolución patrón: de [conocida] - Disolución problema: de [desconocida] - Indicadores POR EJEMPLO: - Tenemos una disolución de una base, NaOH, con [desconocida] - Para saber su concentración, hacemos una valoración a partir de una disolución ácida de [conocida]  VOLUMETRÍAS 4. DE NEUTRALIZACIÓN (ÁCIDO-BASE) – EN EL LABORATORIO 1. Colocamos la muestra problema en un Erlenmeyer + indicador 2. Colocamos la disolución patrón en una bureta 3. Vamos añadiendo disolución patrón y contando los mL que añadimos. a. En este caso, estamos añadiendo ácido; añadiremos la cantidad necesaria hasta neutralizar la base, es decir, hasta que todo el ácido y la base se hayan combinado para formar sal más agua 4. Cuando se neutralice todo, realizaremos los cálculos matemáticos correspondientes para calcular la [incógnito] VOLUMETRÍAS 4. DE NEUTRALIZACIÓN (ÁCIDO-BASE) – EN EL LABORATORIO ¿CÓMO SABEMOS CUANDO TERMINA LA REACCIÓN? Cuando se haya neutralizado por completo y no hay ni ácido ni base libre nº moles ácido = nº moles base Este punto se llama PUNTO DE EQUIVALENCIA VOLUMETRÍAS 4. DE NEUTRALIZACIÓN (ÁCIDO-BASE) – EN EL LABORATORIO El PUNTO DE EQUIVALENCIA no siempre es pH=neutro SI REACCIONAN: ACIDO DEBIL Dción pH > 7 BASE FUERTE BÁSICA ACIDO FUERTE Dción BASE FUERTE pH = 7 NEUTRA ACIDO FUERTE Dción pH < 7 BASE DEBIL ÁCIDA VOLUMETRÍAS 4. DE NEUTRALIZACIÓN (ÁCIDO-BASE) – EN EL LABORATORIO ¿CÓMO FUNCIONAN LOS INDICADORES? - Tienen una coloración en medio ácido y otra en medio básico EJEMPLO: FENOFTALEINA - Medio ácido: incolora - Medio básico: rosa EN NUESTRO EXPERIMENTO: La disolución esta rosa, ira bajando el tono, incluso apareciendo y desapareciendo hasta que se vuelve incolora = neutralización VOLUMETRÍAS 4. DE NEUTRALIZACIÓN (ÁCIDO-BASE) – EN EL LABORATORIO ¿CÓMO CALCULAMOS? Sabemos que M = nº moles / V disolución 1. Calculamos el nº moles de la disolución patrón que hemos usado. Sabemos la Molaridad de la que partimos y sabemos el volumen que hemos usado, que es el que gastamos en la bureta 2. Sabemos, que cuando se da la neutralización: nº moles del ácido = nº moles de la base Nº moles dción patrón = nº moles dción problema 3. Calculamos la concentración (la M) de nuestra dción problema Ya tenemos el nº moles El volumen es el que hemos echado al matraz UTILIDADES VOLUMETRÍAS Controlar desechos industriales Análisis de aguas y aire Análisis de detergentes industriales Elaboración de productos que necesitan un pH determinado: cremas, champús… Elaboración medicamentos … MÉTODOS ELECTROQUÍMICOS Se basan en la ELECTROQUÍMICA: Ciencia que estudia procesos donde están involucradas las reacciones químicas y la electricidad - Reacciones químicas REACCIONES OXIDACIÓN – REDUCCION - Electricidad (REDOX) ¿dónde ocurre?  MÉTODOS ELECTROQUÍMICOS REACCIONES REDOX DONDE HAY TRANSFERENCIA DE ELECTRONES ¿QUE ¿QUÉ HACE? ¿QUÉ LE ¿CÓMO LO ¿POR QUÉ? TENEMOS? OCURRE? LLAMAMOS? 1 átomo que… CEDE e- Se OXIDA Agente Porque a costa (Ofrece e-) REDUCTOR de DAR e-, reduce a otro compuesto 1 átomo que… CAPTA e- Se Reduce Agente Porque a costa (Recibe e-) OXIDANTE de RECIBIR e-, oxida a otro compuesto  MÉTODOS ELECTROQUÍMICOS REACCIONES REDOX 1. Fe2K + Cl+2 2Cl 2 FeCl ----→ 2KCl 2 K da 1 e- a cada átomo de Cl El Fe le CEDE 2 electrones al Cl 2. Mg + Br2 MgBr2 Mg da 2 e- a cada átomo de Br 3.EL 2H 2 + O(Fe): HIERRO 2 2H2O CadaEL H2CLORO da 2 e- al O2 (Cl): - Ofrece electrones : se oxida - Recibe electrones : se reduce 4.- DaZn electrones: + 2HCLes el agente ZnCl reductor 2 +H 2 El Zn- dona Capta electrones: 2e- al Cl es el agente oxidante MÉTODOS ELECTROQUÍMICOS REACCIONES REDOX ¿Por qué están relacionadas con la electricidad? La ganancia/pérdida de electrones CREA un desequilibrio de CARGAS ELECTRICAS que genera CORRIENTE ELECTRICA Ej: ocurre en pilas baterías… Esta CORRIENTE ELÉCTRICA es lo que medimos con los métodos electroquímicos para calcular la concentración. Tipos: 1. CONDUCTIMETRÍA 2. POTENCIOMETRÍA MÉTODOS ELECTROQUÍMICOS ¿Cómo medimos? En la mayoría vamos a usar: - Electrodo de referencia: tiene un potencial eléctrico constante, no cambia, y conocido. Los más usados son de H2 y los de plata - Electrodo de trabajo: donde ocurre la reacción de interés que queremos medir. Los más usados son los metálicos (en redox), de membrana o los biosensores GRUPO 1 GRUPO 2 GRUPO 3 GRUPO 4 CONDUCTIMETRÍA POTENCIOMETRÍA ESPECIFICACIONES: - Cada grupo tiene 20’ - Explicar en que se basa, que mide, como funciona - Adjuntar 5 cuestiones