LAboratorio 1 Quimica Industrial Final

SECCION: A

GRUPO: 1

LABORATORIO DE QUIMICAINDUSTRIAL I

Integrantes Sección1.º Altamirano Acevedo,Hugo

2.º Campos Aliaga, Jesús

3.º Chuquii Espinoza, Carlos *

AMesa: Fecha de

realización:22-8-131

Fecha de entrega:29-8-13

PRACTICA DE LABORATORIO N°1

“TITULACIONES ALCALINOMETRICAS”

TABLA DE SIMBOLOS Y UNIDADES

SIMBOLO UNIDADES SI DEFINICION

Temperatura T K

Esuna magnitud ref

erida a lasnociones comunesde caliente,

tibio o frío que

puede ser medidacon

un termómetro.

Masa M Kg

Es una medida dela cantidad demateria que

posee un cuerpo.

Volumen V m3

Está definidacomo la

extensión entres dimensionesde una regióndel espacio.

Concentración mol mg/L

Cantidad demateria que hay

en tantasentidadeselementales

I. OBJETIVOS:-

Efectuar las determinaciones alcalimétricas por métodosprácticos en soluciones acuosas que contienen: Bicarbonatos ¿ Carbonatos [CO3−2 ] Hidróxidos ¿

Determinar alcalinidad P y la alcalinidad M o Total de lassoluciones acuosas.

Determinar la concentración de bicarbonatos, carbonatos ehidróxidos, presentes en las soluciones alcalinas.

II. INTRODUCCION

En este presente trabajo se trata sobre la determinación de alcalinidad aplicando la técnica volumétrica, donde se usó como titulante ácido clorhídrico previamente estandarizado y las muestras fueron elaboradas por nosotros mismos; simulando una muestra alcalina con las condiciones adecuadas para aplicar la volumetría.

La determinación de alcalinidad o también conocido como alcalimetría, esta técnica es aplicada en muchas industrias, para el control de procesos de purificación de aguas residuales y calidad del agua de regio.

La alcalinidad está definida como la capacidad de amortiguar iones hidronio hasta un determinado pH igual 4.5. La alcalinidad es causada principalmente por los hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos presentes en solución y, en menor grado, por boratos, silicatos y fosfatos.

Alcalinidad=¿

La alcalinidad en el agua se expresa como OH−¿ ¿, CO3−2,

HCO3−¿¿ (mg/L o ppm)

III.MATERIALES, PRODUCTO Y MÉTODO:

MATERISALES

BaguetaLuna de relojVaso 400 mL

BuretaPorta bureta

Matraz Erlenmeyer de 250mL

EspátulaPlancha de calentamiento

BalanzaSoporte

METODO

1. Determinar los peso respectivos: Ca2CO3, NaOH y CaHCO3.

2. Preparar las diferentes soluciones: Ca2CO3 0.25N, NaOH 0.3N

y CaHCO3 0.25N en la Fiolas aforadas de 250mL.

3. Instalar los equipos paras la titulaciones respectivas.

4. Una vez preparado el HCl 0.5N, verter en la bureta y tomar

le volumen de aforado.

5. Una vez preparado las diferentes soluciones, obtener una

alícuota de 25mL y verterlo en EL matraz Erlenmeyer de

250Ml.

6. Seguidamente agregar 3 gotas del indicador fenolftaleína

7. Valorar cuidadosamente hasta un volumen a determinar y tomar

apuntes.

PRODUCTOSCa2CO3

NaOH

CaHCO3

Fenolftaleína

Anaranjado de metilo

HCl 0.5N

RESULTADOS EXPERIMENTALES:

1-CALCULO DEL PESO PARA LA PREPARACIÓN DE REACTIVOS

Solución Concentración (N)

Volumen(mL)

Peso equivalente Peso aUsar (g)

B Na2CO3 0,25 250 52.995 3,31

C Na2CO3

NaHCO3

0,3

0,2 250 52.995 84,01 3,97 4,20

D Na2CO3

NaOH 0,3

0,2 250 52.995 40,00 3,97 2,00

E NaHCO3 0,25 250 84,01 5,25

F NaOH 0,3 250 40,00 3,00

Conclusión de la elaboración de Soluciones:

La elaboración de soluciones sobre todo cuando se trabaja con

iones carbonato y bicarbonatos se tiene que ser demasiado

cuidadosos ya que la composición de una solución se debe medir en

términos de volumen y masa, por lo tanto es indispensable medir

con instrumentos de medición muy precisos y ser cuidadosos al

momento de hacerlo para poder tener y conocer la cantidad de

soluto disuelto por unidad de volumen o masa de disolvente, ósea

es decir su concentración. Durante cualquier trabajo

experimental, el uso de soluciones se hace indispensable, por lo

que también es necesario conocer los procedimientos de su

elaboración ya que todos los compuestos pueden ser afectados por

distintas variables como temperatura, el aire, intensidad de luz,

entre otros.

2-OBEJETIVO: DETERMINAR ALCALINIDAD P, LA ALCALINIDAD M A LASSOLUCIONES B HASTA F LAS CONCENTRACIONES EN mg/L

Una valoración ácido-base es la determinación de la concentración de un ácido o de una base mediante la neutralización exactamente la base con un ácido de concentración conocida. Esto permite el análisis cuantitativo de la concentración de una solución de base desconocida. Se hace uso de la reacción de neutralización que se produce entre ácidos y bases y el conocimiento de cómo los ácidos y bases reaccionarán si se conocen sus fórmulas.

SOLUCION B: LAS SOLUCION SOLO CONTIENE Na2CO3

CO3= + H+¿¿ HCO3−¿ ¿

HCO3 - + H H2CO3

Solución Concentración(N)

Volumen deMuestra

Volumen degasto

HCl(0.5N)

Cantidades

B Na2CO3 0,25 50 ml VF= 22.8 1eramuestra

VAM=22.4

ALCALINIDAD P = 228meq /L

ALCALINIDAD M (2P) = 456 meqL

CONTENIDO DE CO3= = 2 P = 456 meqL

CONTENIDO DE CO3= = mg/LCO3¿

=13440mg /L

Determinación carbonato en una solución:

En el experimento siguiente podemos percibir que el volumen de

ácido gastado para hacer vivar el indicador de fenolftaleína (VP)

es muy semejante al volumen gastado para hacer vivar el indicador

anaranjado de metilo, por ello podemos concluir que son iguales

experimentalmente.

SOLUCION C: LAS SOLUCION SOLO CONTIENE Na2CO3 y NaHCO3

CO3= + H+¿¿ HCO3−¿ ¿

HCO3 - + H H2CO3

Solución Concentración(N)

Volumen deMuestra

Volumen degasto

HCl(0.5N)

Cantidades

C Na2CO3 -NaHCO3

0.3-0.2 20 ml VF= 5.6 1eramuestra

VAM=12.7

ALCALINIDAD P =140meq /L

ALCALINIDAD M = 457.5 meqL

CONTENIDO DE CO3= = 2 P = 280 meqL

CONTENIDO DE HCO3-= (M-2P) = 317.5 meqL

CONTENIDO DE CO3= = mg/LCO3¿

8400mg/L

CONTENIDO DE HCO3- = mg/L¿=10827.5mg/L¿

Determinación Carbonato y bicarbonato en una solución:

En este experimento siguiente se comprueba que el volumen para

hacer virar al anaranjado de metilo (Vam) es mayor que el volumen

gastado para hacer virar a la fenolftaleína (Vfe).

SOLUCION D: LAS SOLUCION SOLO CONTIENE Na2CO3 y NaOH

CO3= + H+¿¿ HCO3−¿ ¿

OH- + H H2OHCO3 - + H H2CO3

Solución Concentración

Volumen deMuestra

Volumen degasto

Cantidades

(N) HCl(0.5N)D Na2CO3 - NaOH 0.3-0.2 50 ml VF= 32.5 1era

muestraVAM=13.7

ALCALINIDAD P = 325meq /L

ALCALINIDAD M = 462 meqL

CONTENIDO DE CO3= = 2 (M-P) = 137 meqL

CONTENIDO DE OH-= (2M-P) = 599 meqL

CONTENIDO DE CO3= = mg/LCO3¿

8220mg/L

CONTENIDO DE OH- = mg/L¿=3196mg/L¿

Determinación de carbonato y iones hidroxilo en una solución:

En este experimento el volumen de ácido gastando para hacer virar

a la fenolftaleína (Vf) es mayor que el volumen de ácido gastado

para hacer virar el anaranjado de metilo (Vam)

SOLUCION E: LAS SOLUCION SOLO CONTIENE NaHCO3

Solución Concentración(N)

Volumen deMuestra

Volumen degasto

HCl(0.5N)

Cantidades

E NaHCO3 0.25 20 ml VAM= 9.3 1eramuestra

ALCALINIDAD P = 0meq/L

ALCALINIDAD M = 232.5 meqL

CONTENIDO DE HCO3- = 232.5 meqL

CONTENIDO DE HCO3- = mg/L¿=14182.5mg/L¿

Determinación de bicarbonato en una solución:

En este experimento no se obtiene un volumen de ácido para hacer

virar la fenolftaleína debido que el NaHCO3 se encuentra en un Ph

más bajo que del rango de la fenolftaleína, pero si obtenemos un

volumen de gasta con el anaranjado de metilo.

SOLUCION F: LAS SOLUCION SOLO CONTIENE NaOH

OH- + H H2O

Solución Concentración (N)

Volumen deMuestra

Volumen degasto

HCl(0.5N)

Cantidades

F NaOH 0.3 20 VF= 8.9 1eramuestra

ALCALINIDAD P = 222.5meq /L

CONTENIDO DE OH-= 222.5 meqL

CONTENIDO DE OH- = mg/L¿=3782.5mg /L ¿

Determinación de iones Hidroxilo en una solución:

En el experimento siguiente obtenemos un gasto de ácido para

hacer virar a la fenolftaleína debido a la presencia de OH, pero

no hay gasto para hacer virar la solución con anaranjado de

metilo debido que el ph decae rápidamente a un ph acido.

3- DETERMINAR BICARBONATO, CARBONATO E HIDROXIDO EN LA MUESTRA

Solución Concentración(N)

Volumen deMuestra

Volumen degasto

HCl(0.5N)

Cantidades

1 Muestra - 25 VF= 1.6VAM= 0.1

1eraalícuota

1 Muestra - 25 VF= 1.6VAM=0.1

2eraalícuota

1 Muestra - 25 VF =1.7VAM= 0

3eraalícuota

Promedio=1.63

Solo hay presencia de OH-= VF = 1.6 VAM= Nulo

ALCALINIDAD P = 32.6meq /L

CONTENIDO DE OH-=32.6meqL

CONTENIDO DE OH- = mg/L¿=1.63mL×0,5N×17g /eq

0,025L=554.2mg/L¿

Determinación alcalimetría en la solución:

En el experimento siguiente de determinación alcalimetría de una

muestra solo notamos que había un hasta para hacer virar la solución

con fenolftaleína y no obteníamos gasto para hacer virar la solución

con anaranjado de metilo.

CONCLUSIONES

Se logró comprobar que si en la solución existe OH−¿ ¿ no existirá volumen de gasto para solución con anaranjado de metilo

Se logró comprobar que si en la solución existe HCO3−¿¿ no

existirá volumen de gasto para la solución con fenolftaleínay sì para la solución con anaranjado de metilo.

Se logró comprobar que si en la solución existe HCO3−¿¿ y CO3

¿ el volumen de gasto para la solución con anaranjado de

metilo será mayor que el volumen de gasto para la solución con fenolftaleína

Se logró comprobar que si en la solución existe CO3¿ y OH−¿ ¿

el volumen de gasto para la solución con fenolftaleína será mayor que el volumen de gasto para la solución con anaranjado de metilo.

OBSERVACIONES:

- En las mezclas de iones Hidroxilo, carbonatos y

bicarbonatos los constituyentes presentes pueden

determinarse por valoraciones que implican la utilización de

dos indicadores.

- La interacción de la mezcla de iones hidroxilo y carbonatoscon un ácido fuerte puede ser considerada como un proceso,que se verifica en tres etapas :

Condición EtapaspH = 8.31 OH- + H H2O

CO3= + H+¿¿ HCO3−¿ ¿

pH=3.84 HCO3 - + H H2CO3

- Para eliminar la presencia de CO2del agua esta se tiene que

hervir ya que se transforma en un contaminante en la

soluciones, también se tiene que evitar la agitación fuerte

de la solución, ya que si se agita fuerte este facilitaría

la absorción de CO2 del aire.

CONCLUSIONES GENERALES:

- Se logró efectuar la determinaciones alcalimétricas para soluciones con HCO3

−¿¿,CO3¿ y OH−¿ ¿

- Se logró determinar que en la muestra problema ahí presenciade OH−¿=554.2mg/L¿

- En la determinación de la muestra se hubo una pequeña cantidad de gasto de anaranjado de metilo lo que indicaría presencia de carbonatos lo cual no es cierto por lo siguiente: Como se sabe, los álcalis solidos absorben del aire el CO2( y el vapor de agua), transformándose en CO3

¿ conla siguiente rxn:NaOH + CO2 Na2CO3

Debido a eso la solución de sosa caustica contiene siempre impurezas de CO3

¿.

CUESTIONARIO

1. En una titulación de 25ml de la solución que contiene una mezclade Na2CO3 y NaHCO3 en presencia de fenolftaleína se utilizó25.5ml de HCL 0.5N y en presencia de naranja de etilo se gastó28.2ml mas de HCL 0.5N.¿Cuántos gramos de cada sustancia están contenidos en 150ml desolución?

mgLNa2CO3=

NaxVaxPeVm

mgL Na2CO3=

0.5 meqml

x51mlx53 mgmeq

25x10−3L=54060 mgL

54060mg→1000mlXmg→150ml

Xmg=8.109gdeNa2CO3en150ml

mgLNaHCO3=

NaxVaxPeVm

mgL NaHCO3=

0.5 meqml

x2.7mlx84 mgmeq

25x10−3L=4536 mgL

4536mg→1000mlXmg→150ml

Xmg=0.6804gdeNaHCO3en150ml

2. Una muestra de 2000 mL de agua requiere 13 mL de ácidoclorhídrico 0,05 N para alcanzar el pH de 8,3 y 16 mL adicionalesde ácido clorhídrico a pH 4,5. Determine la alcalinidad total delagua y la alcalinidad de cada una de las formas existentes.

volumen1(Vp)=13mldeHCL0.05Nvolumen2(VM)=16mldeHCL0.05N

AlcalinidadP=13ml×0,05N

2000mLx1000=0,325 meq

l

AlcalinidadM=(13+16)ml×0,05N

2000mL x1000=0,725 meql

Alcalinidad de cada una de las formas

Alcalinidad de CO3¿=2AlKP=0.65meq

l

Alcalinidad de HCO3

−¿=(ALKM−2ALKP)=0.075 meql

¿

3. Se toma una muestra de 100 mL de agua de pozo de una plantaindustrial. Al agregar unas tres gotas de fenolftaleína semantiene incolora. Luego se añade 3 gotas de naranja de metilo yel agua da coloración naranja. Se requiere agregar a la muestrade agua 5 mL de HCl 0,1 N para que produzca el viraje a colorrojo.

AlcalinidadP=0ml×0,05N×1000mL/L

100mL=0meq/L

AlcalinidadM=5ml×0,1N×1000mL /L

100mL=5meq/L

REFERENCIA BIBLIOGRAFIACA

Gilbert, H. Ayres. (1970).Análisis químico cuantitativo (2nd ed.) Madrid: Harla, S.A

Arthur,L. Vogel.(1960).Química analítica cuantitativa. Buenos Aires: Kapelusz

ANEXOS 1:

CALCULOS Y FORMULAS

1-PREPARACIÓN DE SOLUCIONES

FORMULA: N.V= WP−eq calculamos el peso necesario para cada

solución.

b). Preparar 250 ml de solución 0.25N de Na2CO3

NxV=WPe

0.25x0.25=WNa2CO3

53

WNa2CO3=3.15g

C). Preparar 250ml de solución que sea a la vez, 0.3N de Na2CO3 y 0.2Nde NaHCO3

NxV=W

Peq

0.3x0.25=WNa2CO3

53

WNa2CO3=3.98g

NxV=W

Peq

0.2x0.25=WNaHCO3

84

WNaHCO3=4.20g

D). Preparar 250 ml de solución que sea a la vez 0.3N de Na2CO3 y0.2N de NaOH.

NxV=W

Peq

0.3x0.25=WNa2CO3

53

WNa2CO3=3.98g

NxV=W

Peq

0.2x0.25=WNaOH

40

E. Preparar 250 ml de solución0.25N de NaHCO3

NxV= WPeq

0.25x0.25=WNaHCO3

84

WNaHCO3=5.25g

F). Preparar 250 ml de solución0.3N NaOH

NxV=W

Peq

0.3x0.25=WNaOH

40

WNaOH=3.00g

WNaOH=2.0CÁLCULOS DE LAS ALCALINIDADES P Y M

- SOLUCION B

ALCALINIDAD P = (22.8x0.550 )x1000=228meq /L

ALCALINIDAD M (2P) = (2x22.8x0.550 )x1000=456 meqL

- SOLUCION C

ALCALINIDAD P = (5.6x0.520 )x1000=140meq/L

ALCALINIDAD M = ((5.6+12.7)x0.520 )x1000=457.5 meqL

- SOLUCION D

ALCALINIDAD P = (32.5x0.550 )x1000=325meq /L

ALCALINIDAD M = ((32.5+13.7)x0.550 )x1000=462 meq

L

- SOLUCION E

ALCALINIDAD P = 0meq/L

ALCALINIDAD M = (9.3x0.520 )x1000=232.5 meqL

- SOLUCION F

ALCALINIDAD P = (8.9x0.520 )x1000=222.5meq/L

- Muestra

ALCALINIDAD P = (1.63x0.525 )x1000=32.6meq/L

CALCULOS DEL CONTENIDO DE HIDROXILO, CARBONATO Y BICARBONATO DE LAS SOLUCIONES EXPRESADOS EN mg/L

- SOLUCION B

CONTENIDO DE CO3= = mg/LCO3¿

=2x22.4mL×0,5N×30g /eq

0,050L=13440mg/L

- SOLUCION C

CONTENIDO DE CO3= = mg/LCO3¿

=2x5.6mL×0,5N×30g /eq

0,020L=8400mg/L

CONTENIDO DE HCO3- =

mg/L¿=(12.7−5.6)mL×0,5N×61g /eq

0,020L=10827.5mg /L¿

- SOLUCION D

CONTENIDO DE CO3= = mg/LCO3¿

=2x13.7mL×0,5N×30g /eq

0,050L=8220mg /L

CONTENIDO DE OH- = mg/L¿=(32.5−13.7)mL×0,5N×17g/eq

0,050L=3196mg/L¿

- SOLUCION E

CONTENIDO DE HCO3- = mg/L¿=

9.3mL×0,5N×61g /eq0,020L

=14182.5mg /L ¿

- SOLUCION F

CONTENIDO DE OH- = mg/L¿=8.9mL×0,5N×17g /eq

0,020L=3782.5mg/L¿

- Muestra

CONTENIDO DE OH- = mg/L¿=1.63mL×0,5N×17g /eq

0,025L=554.2mg/L¿