Análisis De Una Muestra De Carbonato Y Bicarbonato

Objetivos

~ Estandarizar adecuadamente HCL y NaOH a partir de patrones primarios de ftalato ácido de potasio y carbonato de sodio

~ Determinar la alcalinidad total y concentración de bicarbonato de una muestra problema de bicarbonato de sodio NaHCO3y carbonato de potasio K2CO3por medio de dos titulaciones.

Palabras claves: Carbonato de sodio, bicarbonato de sodio, titulación, alcalinidad total, concentración.

1. Introducción

Este experimento consistió en dos titulaciones. En primer lugar, la determinación de la alcalinidad total, la cual esta dada por la ecuación ( [HCO3 - )] + 2[CO32-]) medida por titulación de la mezcla con HCl en presencia del indicador verde de bromocresol para bicarbonato HCO3 - + H+ → H2CO3 y Carbonato CO32- + 2H+ → H2CO3. Por otro lado, una alícuota de mezcla desconocida fue tratada con NaOH en exceso para dar lugar a la reacción HCO3- + OH- → CO32- + H2O. donde el bicarbonato reacciona con NaOH para formar carbonato, el cual precipita por medio de la adición de BaCl2 (cloruro de bario) Ba2+ + CO3 2- → BaCO3(s) El exceso de NaOH fue titulado con HCl para determinar la cantidad de bicarbonato presente permitiendo calcular la concentración original de carbonato por medio de la concentración total de alcalinidad.

2. Metodología

2.1 Procedimiento experimental

~Preparación solución problema (Se realizaron dos soluciones)

Se pesan ~5g de muestra problema compuesta por bicarbonato de sodio y carbonato de potasio y se calientan 500 mL de agua destilada en un erlenmeyer.

Transferir la muestra pesada a un matraz aforado e ir incorporando el agua libre de CO2para disolverlo

Transferir la solución a una botella y dejar enfriar a temperatura ambiente.

~Estandarización HCL

Pesar la muestra de Ftalato ácido de potasio necesario para reaccionar con 25 mL de 0.1M de NaOH y diluir en ~25 mL de agua destilada.

Agregar a la solución tres gotas de fenolftaleína

Titular con NaOH y anotar el volumen empleado para cada réplica

Promediar las molaridades halladas

~Estandarización NaOH

Pesar la muestra de Carbonato de sodio necesaria para reaccionar con 25 mL de 0.1M de HCl y diluir en ~25 mL de agua destilada.

Agregar a la solución tres gotas de verde de bromocresol

Titular con HCl y anotar el volumen empleado para cada réplica

Promediar las molaridades halladas

~Alcalinidad total

Cada grupo realizó tres réplicas

Pipetear 10 mL de la solución problema en un erlenmeyer de 250 mL

Agregar tres gotas de verde de bromocresol

Titular con HCl estandarizado hasta el punto final

Reportar el volumen de HCl utilizado

~Contenido de bicarbonato

Cada grupo realizó tres réplicas

Pipetear 10 mL de la solución problema y 25 mL de NaOH estandarizado en un erlenmeyer de 250 mL

Agitar y añadir 5 mL de 10 wt % BaCl2 , agitar hasta observar el precipitado blanco BaCO3

Añadir tres gotas de Fenolftaleína

Titular con HCL estandarizado hasta el punto final

Reportar el volumen de HCl utilizado

2.2 Procedimiento analítico (Cálculos)

~Estandarización NaOH

Para hallar los mL de Ftalato ácido de potasio (KHP) necesarios para reaccionar con 10 mL de NaOH se siguió la reacción:

n NaOH reacciona=0,1M NaOH (0,01 L) = 1 10-3mol NaOH

X KHP=1 10-3mol NaOH 1 mol KHP1 mol NaOH204.22 g KHP1 mol KHP 0,204 g KHP (1)

Para hallar la concentración de NaOH estándar

[ NaOH ]=XKHP1 mol KHP204.22 g KHP1 mol NaOH1 mol KHPVNaOH (2)

~Estandarización HCl

Para hallar los gramos de carbonato de sodio necesarios para reaccionar con 10 mL de HCl se siguió la reacción:

n HCL reacciona=0,1M HCl (0,01 L) = 1 10-3mol HCl

X Na2CO3=1 10-3mol HCl 1 mol Na2CO32 mol HCl105.99 g Na2CO31 mol Na2CO3 0,053 g Na2CO3 (3)

Para hallar la concentración de HCl estándar

[ HCl ]=X Na2CO31 mol Na2CO3105.99 g Na2CO32 mol HCl1 mol Na2CO3 V HCl (4)

~ Alcalinidad total

NHCl=Equivalente de solutoLitros solución=gramos Na2CO3 Eq-g de Na2CO3 Volumen gastado

Alcalinidad total= Vt NHCl Vmuestra=Eq/LPeso equivalente de K2CO3=g/L

Donde:

mNa2CO3 son los gramos de soluto Na2CO3

e es el estado de oxidación, # de OH-o H+sustituibles o el número de equivalentes de soluto contenido en 1 mol del mismo

PM es el peso molecular de Na2CO3

V Volumen de solución en Litros

Vt es el volumen empleado de HCl durante la titulación

Vmuestra es el volumen de la muestra problema

~ Concentración de bicarbonato (HCO3-) y carbonato (CO3-2)

2.3 Procedimiento estadístico

~ Estandarizaciones: La molaridad reportada para NaOH y HCl fue el promedio de las molaridades obtenidas por los grupos

x=i=1nxin (4)

~ Alcalinidad total y concentración de bicarbonato: También se promediaron los datos (4) y se halló la desviación estándar para los datos totales reportados por cada grupo.

s=i=1nxi-x2n-1 (5)

3. Resultados y análisis estadístico

~ Estandarizaciones

MpromHCl=0,108 mol/L s HCL=0,00146 (5)

MpromNaOH=0,0916 mol/L s NaOH= 0,00332 (5)

~ Alcalinidad total

NHCl=Equivalente de solutoLitros solución=gramos Na2CO3 Eq-g de Na2CO3 Volumen gastado=M=0,1081467 Eq/L

Muestra problema 1 = 5,0013 g

x=10,026 g K2CO3/L

s=0,1238

Muestra problema 2 = 5, 0144 g

x=9,914 g K2CO3/L

s=0,06822

~ Concentración de bicarbonato

Muestra problema 1 = 5,0013 g

x=2.232x10-4 n

s=2.526x10-5

Muestra problema 2 = 5, 0144 g

x=3.391x10-4

s=3.165x10-4

4. Preguntas

~¿Por qué se calienta el agua destilada?

Es necesario calentar

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