ESTANDARIZACIÓN DE UNA DISOLUCION DE HCL 0,1 M Y DETERMINACIÓN DE ALCALINIDAD POR MÉTODO WARDER Y WINKLER

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1. INTRODUCCIÓN

La estandarización es el proceso mediante el cual se determina con exactitud la concentración de una disolución patrón, por medio de titulación por medio de un patrón primario o su disolución. La solución estándar se puede preparar disolviendo una muestra pesada en un volumen de soluto, los dos medidos con exactitud. Normalmente este método no se usa ya que los reactivos no se consiguen totalmente puros y esto afecta la exactitud que el analista requiere. Las sustancias que son adecuadas para este proceso se conocen como estándares primarios, una solución se estandariza mediante titulación, donde esta reacciona con un estándar primario previamente pesado.[2]

Una disolución estándar es aquella que contiene una concentración conocida de un componente, dentro de los cuales se encuentran aquellos que son preparados con ciertas sustancias llamadas patrones primarios que por su alta estabilidad se emplean para valorar las concentraciones de otras soluciones.

Estándares primarios para ácidos

El carbonato de sodio es el reactivo que más se utiliza para la estandarización de los ácidos. Este, es un estándar primario que está disponible comercialmente o se puede preparar entre 270 y 300°C durante una hora bicarbonato de sodio. La reacción es la siguiente:[3]

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Un estándar primario (o patrón primario) es un compuesto altamente purificado que sirve como material de referencia en las valoraciones y otros métodos analíticos. La exactitud de un método depende de manera crítica de las propiedades del estándar primario. A continuación, se presentan algunos requerimientos importantes que debe cumplir un estándar primario:

1. Alta pureza. Deben existir métodos disponibles para confirmar su pureza.
2. Estabilidad atmosférica.
3. Ausencia de agua de hidratación de tal manera que la composición del sólido no cambie con variaciones en la humedad.
4. Bajo costo.
5. Solubilidad razonable en el medio de valoración.
6. Masa molar razonablemente grande de tal manera que el error relativo asociado con la pesada del estándar sea mínimo.[3]

En este caso se utilizará el carbonato de sodio y tiene la siguiente reacción de neutralización:

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En el presente informe de laboratorio haremos uso de los métodos de WARDER y WINKLER para hallar el grado de alcalinidad en mezclas de carbonatos con una disolución patrón de HCl. Los ácidos más comunes usados en la neutralización son: Ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, etc. Ninguno de los ácidos mencionados puede servir de sustancia patrón o estándar primario, antes de ser usado en la neutralización deben ser valorados. Una solución de un ácido puede ser valorada con estándar primario como lo es el carbonato de sodio con una solución alcalina cuya normalidad es conocida y el indicador empleado en este caso es el naranja de metilo.

1. MARCO TEORICO

En las titulaciones normalmente un analito reacciona con un agente estándar que se le denomina titulante, en una forma estequiométricamente conocida. Los reactivos solidos utilizados para preparar disoluciones estándar de bases están siempre contaminados por cantidades significativas del ion carbonato. El carbonato causa que disminuya la nitidez de los puntos finales. Por esta razón, usualmente el ion carbonato es removido antes de que la disolución de una base sea estandarizada [1]. Normalmente la cantidad de titulante en una valoración se varia hasta alcanzar la equivalencia química, es decir, el punto teórico que se alcanza cuando la cantidad de titulante añadido es químicamente equivalente a la cantidad de analito en la muestra, sin embargo, no se puede determinar el punto de equivalencia de una valoración de manera experimental [1].

Durante una valoración siempre se trata de que cualquier diferencia de masa o volumen entre el punto de equivalencia y el punto final sea mínima. Sin embargo, dichas diferencias existen, y son el resultado tanto de cambios físicos inadecuados como de la poca habilidad del analista para observarlos [1].

1. PROCEDIMIENTO

Como lo indico la docente inicialmente se preparó una disolución de 1L de HCl  0,1M a partir de ácido clorhídrico concentrado.  (concentrado al 37% y densidad de: 1,184 g/ml). Posteriormente se desea estandarizar la solución con  que es un estándar primario.[pic 4]

Se calculo la molaridad de la disolución del reactivo original de la siguiente manera:

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Siendo la concentración molar 12,0 M. Ahora bien, aplicando la fórmula de dilución:

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Este volumen correspondería al volumen necesario para preparar una disolución de HCL 0,1 M. Con este volumen en caso que estuviéramos en el laboratorio utilizamos un matraz aforado y medimos 833 ml y se completa con agua hasta llegar al aforo de este.

Ahora se calculó los gramos necesarios de carbonato de sodio para gastar aproximadamente un volumen de HCl entre 15 ml y 20 ml.

Suponemos que se consumió 20 ml de HCl o 0,020 l de HCl y se calculó cuanto mol de HCl hay en 0,020 L.

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Luego pasamos las unidades de mol de HCl a moles de carbonato de sodio, esto se realiza inicialmente balanceando la ecuación estequiométrica:

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A continuación, los moles de carbonato los convertimos a gramos 0,1060 g de  siendo estos la cantidad necesaria de carbonato para conocer la verdadera concentración de HCL.[pic 11]

A continuación, con los datos suministrados por el profesor se creó una tabla donde se muestran los resultados:

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