Determinación de carbonatos. Laboratorio de Análisis Químico

Determinación de carbonatos y carbonatos

Maria Alejandra Martinez Química farmacéutica,

ICESI, Facultad de Ciencias Naturales, Departamento de Ingeniera, Diseño y Ciencias Aplicadas

Laboratorio de Análisis Químico

Santiago de Cali, 26 de octubre de 2023

Resumen

Las concentraciones de de tres muestras fueron halladas atreves de la titulación con HCl, empezamos pesando aproximadamente 0,05g de carbonato de sodio (Na2CO3) y se disuelven en agua. Se añaden 4 gotas de indicador anaranjado de metilo y se titula rápidamente la solución con HCl 0,1M hasta que el indicador cambia a un color rojo o rosado salmón. Este proceso se repite al menos tres veces. Con esto obtenemos la concentración real del HCl, la cual sabemos que es 0,098M. Luego, se toma una muestra de 25mL de la solución y se añade indicador fenolftaleína. Si la solución se vuelve rosa, se titula con HCl 0,1M hasta que el indicador cambie de color. A continuación, se añade indicador anaranjado de metilo y se continúa la valoración hasta que el indicador cambie. Estos pasos se realizan tres veces, con tres diferentes muestras, la muestra 1 contiene , en esta apreciamos que los %p/v para el fueron de 0,131 y para el  fue de 0,095. Para la muestra 2 que contaba con   y Na fueron de 0,117 y de 0,148, respectivamente y para finalizar en la muestra 3 contábamos con Na, los %p/v para el fueron de 0,004 y para el  fue de 0,216. Estos resultados son esperados ya que la muestra 1 que contiene carbonato de sodio, encontramos más carbonato y por el contrario entre mas bicarbonato de sodio más bicarbonato, que sería lo esperado [pic 1][pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9]

INTRODUCCION

La alcalinidad es una medida química que indica la capacidad de una solución acuosa para neutralizar ácidos. En otras palabras, es una medida de la presencia de iones hidróxido (OH-) y otros iones que pueden aceptar protones (H+) y así mantener el pH de la solución estable. Uno de los principales componentes de la alcalinidad son los iones carbonato (CO3²-) y bicarbonato (HCO3-). Estos iones se forman a partir de la disolución del dióxido de carbono (CO2) en agua. El CO2 reacciona con el agua para formar ácido carbónico (H2CO3), que luego se disocia en iones hidrógeno (H+) y bicarbonato (HCO3-). A su vez, el bicarbonato puede disociarse en iones hidrógeno y carbonato (CO3²-). La presencia de estos iones en una solución acuosa contribuye a su alcalinidad, ya que son capaces de aceptar protones y mantener el pH estable. Cuantas más concentraciones de iones carbonato y bicarbonato haya en una solución, mayor será su alcalinidad. Es importante tener en cuenta que la alcalinidad no es lo mismo que el pH. Mientras que el pH se refiere a la concentración de iones hidrógeno en una solución y varía de forma ácida (pH <7) a básica (pH >7), la alcalinidad indica la capacidad de una solución para neutralizar ácidos. La determinación de la alcalinidad tiene aplicaciones en diversos campos, como el tratamiento de aguas, la agricultura, la química ambiental y la industria alimentaria. Conocer la alcalinidad de una solución es fundamental para asegurar que se mantengan las condiciones adecuadas para determinados procesos o cultivos. Además, el control de la alcalinidad es esencial para mantener el equilibrio químico y biológico de los ecosistemas acuáticos.

Palabras clave:

Concentraciones de CO3²- y HCO3-, Titulación con HCl, Indicador anaranjado de metilo, Indicador fenolftaleína, Alcalinidad, pH

Objetivo

Determinar el contenido de carbonatos y bicarbonatos en una muestra problema.

Resultados

Estandarización HCL

Se inicia estandarizando el HCL, utilizando 0,05 g Na2CO3 como nuestro patrón primario disuelto en agua. Para el indicador se utiliza el naranja de metilo como indicador (4 gotas). Esto se realizó por triplicado. Los resultados se aprecian en la tabla 1.

Tabla 1. Estandarización de HCl

Al reaccionar el HCl y el Na2CO3 en la titulación se realiza la siguiente reacción

+2HCl → 2NaCl + H2O + CO2         NaHCO3 + 2HCl → 2NaCl + 2H2O + 2CO2[pic 10]

Ecuación 1.

Después procedemos a encontrar la concentración real del HCl con la ecuación 2.

Concentración de HCl= X g Na2CO3 * () * ([pic 11][pic 12]

Ecuación 2.

Los resultados con los tres valores se presentan en la siguiente tabla.

Tabla 2. Concentración real HCl

Luego con la ecuación 3 hallamos nuestra desviación estándar

s=       s=      s= [pic 13][pic 14][pic 15]

Ecuacion 3.

Luego se calcula el porcentaje de error con la ecuación 4.

%Error=  = 2%[pic 16]

Ecuación 4.

Una vez encontrada la concentración de real de HCl, se llevan a cabo las titulaciones con las muestras problemas.

Muestra 1

Se tomó una muestra de 25 ml que contenía  y se le añadió fenolftaleína, lo que provocó un cambio de color a rosado claro. Luego se tituló con HCl y tras la desaparición del tono rosado se agregó anaranjado de metilo, lo que dio una coloración naranja. Se continuó la titulación con HCl hasta llegar al punto de viraje que dio un color rojo salmón. Los resultados obtenidos fueron los siguientes:[pic 17]

Tabla 3. Volumen usado con fenolftaleína en muestra 1

Y determinamos la concentración de carbonatos en g con la ecuación 5 y su porcentaje con la ecuación 6. Y con las ecuaciones 7 y 8, encontramos la del bicarbonato.

mL HCl (fenolftaleína) ∗  * ()*()*()[pic 18][pic 19][pic 20][pic 21]

Ecuación 5.

%p/v = *100 [pic 22][pic 23]

Ecuación 6.

mL HCl (anaranjado de metilo) ∗  * ()*()* ()[pic 24][pic 25][pic 26][pic 27]

Ecuación 7.

%p/v = *100 [pic 28][pic 29]

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