Valoraciones con dos indicadores:Determinación de carbonatos y fosfatos

Chamorro Andrés Felipe 0637962; Andrade Duque Luis Alejandro 0642921Departamento Tecnología Química, Universidad del Valle, Campus Meléndez, Santiago de Cali, Valle del Cauca, COL

Resumen Se realizaron titulaciones acido-base con dos indicadores distintos y de diferentes maneras, en un mismo vaso se titularon los carbonatos utilizando como indicador del primer punto de equivalencia, la fenolftaleina y para el segundo punto de equivalencia el naranja de metilo de manera símil se realizó en vasos separados. Para la determinación de fosfatos se realizó solo en vasos separados utilizando indicadores como la fenolftaleina y el verde bromocresol. Lo obtenido fue que en el solución A había ; en el B había una

mezcla de + y en la C . Para los fosfatos, la solución D tenía ; en la E tenía

y en la solución F

Palabras clave: verde bromocresol, fosfatos, carbonatos

Introducción

Los científicos han determinado que cuando hay demasiado fosfato en un río o lago, las plantas crecen más. Por ejemplo Cuando el crecimiento de las plantas aumenta, el agua se pone turbia y de un color verdoso, el cual proviene de la clorofila que contienen las pequeñas plantas flotantes. El exceso de plantas en el agua puede causar resultados negativos, ya que, cuando estas plantas mueren, lo cual es muy a menudo en el caso de plantas minúsculas como las algas, caen al fondo. Una vez allí, las bacterias descomponen las partes de las plantas muertas y consumen la mayor parte del oxígeno en el agua. Las bacterias consumen más oxígeno del que crean las plantas por medio de la fotosíntesis. Por este motivo, el exceso de plantas en el agua (lo cual sucede cuando hay grandes cantidades de fosfato) disminuye la cantidad de oxígeno.Este es uno de los principales motivos por los cuales se monitorea y se regula el nivel de fosfatos en el agua, igualmente pasa con los carbonatos donde un alto contenido de carbonato (CO3=) y bicarbonato (HCO3-) se puede determinar por medio de titulaciones con indicadores de rango acido o alcalino según sea el caso.los carbonatos y los bicarbonatos pueden aumentar el pH por lo tanto este se alcaliniza. para saber si el agua es de buena calidad se utiliza un

estándar para aguas de regadío que es el RSC son las siglas en ingles de residual sodium carbonate y se calcula con la siguiente formula:

RSC=(CO3-+HCO3

-)-(Ca2++Mg+2)

Esta es una manera alternativa de medir la concentración de Na en relación al Mg y el Ca. Este valor puede aparecer en algunos informes de la calidad del agua de manera frecuente. Si el RSC < 1.25 el agua se considera seguraSi el RSC > 2.5 el agua no será apropiada para regadío.Tabla 1. Peligro de bicarbonato (HCO3) en aguas de regadío

Peligro de bicarbonato (HCO3) en aguas de regadío

(meq/L)

  Ninguno

Ligero a moderado

Severo

 (meq/L)

<1.51.5-7.5

>7.5

 RSC <1.25

1.25 to 2.5

>2.5

Otra forma para determinar carbonatos y fosfatos en el agua es por medio de indicadores acido-base

ya que estos pueden determinar selectivamente las especies en determinado rango de pH, por ejemplo el cuando se convierte en en

presencia de fenolftaleina cambia de color de violeta a incoloro y cuando este ultima especie se

convierte en en presencia de naranja de metilo cambia de anaranjado a rojo.

Parte experimental Se realizó conforme a la guía.3

Cálculos y resultadosTabla 2 datos y resultados de la practica

  En un mismo vaso (Carbonatos)    tipo de solución Fenolftaleina naranja de metilo Titulante

Solución A (30 mL) 4,6-8.5 3,7-9.7 HClSolución B (30 mL) 4,5-9.7 8,7-11.6 HClSolución C (30 mL) 1,9-12.4 6,9-14.8 HCl

 

En vasos separados (Carbonatos)    

Volumen de la solución 25 mL 50 mL

tipo de solución Fenolftaleina naranja de metilo TitulanteSolución A 4,5-7.8 8,2-17.6 HClSolución B 3,5-9.3 9-19.7 HClSolución C 2-11.7 6,8-26.1 HCl

  En vasos separados (Fosfatos)    Volumen de la solución 30 Ml 25 mL

tipo de solución Fenolftaleina Ver. bromocresol TitulanteSolución D 5,0-5.3 11-9.4 HClSolución E 0,3-7.3 5,2-12.9 HClSolución F 4,4-8.0 0,4-15.1 NaOH

Estandarización del NaOH 0,1 M

0,12 M

Estandarización del HCl 0,1 M

0,11 M

Determinación de carbonatos solución A (en un mismo vaso)

99,11 mg/30 mL=3.30 mg/mL

Determinación de carbonatos solución B (en un mismo vaso)

113.102 mg/30 mL = 3,77 mg/mL

17.56mg/30mL = 0.59mg/mL

Determinación de carbonatos solución C (en un mismo vaso)

144.58mg/30 mL = 4.82 mg/mL

267,96 mg/30 mL = 8.93 mg/mL

Determinación de fosfatos solución D (en vasos separados)

Vaso con fenolftaleina

95.61 mg/30 mL =3,18 mg/mL

Vaso con verde bromocresol

84.79mg/25 mL = 3,39mg/mL

Determinación de fosfatos solución E (en vasos separados)

Vaso con fenolftaleina

131.69 mg/30 mL =4,39 mg/mL

Vaso con verde bromocresol

201.49 mg/25 mL = 8.06 mg/mL

Determinación de fosfatos solución F (en vasos separados)

Vaso con fenolftaleina

115.2 mg/30 mL =3,84 mg/mL

Análisis En la determinación de las especies existentes en la solución A se dedujo que solo había una especie que era el por que el volumen de

HCl en fenoftaleina era igual al gastado en naranja de metilo (Vf =Vnm) en el caso de un mismo vaso y para vasos separados el volumen de HCl en fenoftaleina es la mitad del volumen gastado en presencia de naranja de metilo (Vf =½Vnm), para la solución B había una mezcla de +

se identificó por que el volumen de HCl en fenoftaleina era la mitad al gastado en naranja de metilo (Vf =½Vnm) en el caso de un mismo vaso y para vasos separados el volumen de HCl en fenoftaleina es la tercera parte del volumen gastado en presencia de naranja de metilo (3Vf

=Vnm) ya que todo el carbonato fue llevado a bicarbonato titulando así el bicarbonato existente con el proveniente del carbonato. En la solución C, en un mismo vaso, se fueron 11.7 mL de acido frente a la fenoftaleina y 14.8 mL frente al naranja de metilo en lo cual no hay una concordancia entre los volúmenes gastados igualmente ocurrió en vasos o separados por lo cual se concluyó que hubo una contaminación durante el proceso de titulación por el uso del instrumental sin ser bien lavado. Este volumen gastado en fenolftaleina se desprecio y se tomó la decisión de que solo había

en solución por que el volumen de HCl en

fenoftaleina era cero y el gastado en naranja de metilo fue mayor (Vf <Vnm) en el caso de un mismo vaso y para vasos separados ocurrió lo mismo. Lo que ocurre es que el viraje de la fenolftaleina solo se da cuando todo el pasa

a ser si este es titulado con acido, de lo

contrario el viraje se dará cuando todo el

pasa a ser y cuando se trata de naranja de

metilo el viraje de color se da cuando

pasa a ser si se valora con acido de lo contrario, es decir, si se titula con base el viraje no se va a ver ya que estaría situado justo en el cambio de color. Solo si hay un exceso de el viraje del indicador se da cuando todo el es

titulado y empieza a titular el .

Para la determinación de fosfatos en vasos separados en la solución D, se pudo observar que el volumen de acido frente a la fenolftaleina fue la mitad del utilizado frente al verde bromocresol (Vf

=½Vvb) concluyendo que la especie existente en esta solución es el . En la solución E se

calcularon dos especies pero en realidad solo existe el ya que la otra especie tiene una

concentración muy baja con respecto a la del bifosfato, además de que el volumen de HCl frente al verde bromocresol fue mayor que el otro indicador (Vf <Vvb) y por ultimo, en la solución F, el titulante fue el NaOH por que la solución que contenía fenolftaleina desde un principio fue incolora lo que indica que había presencia de especies acidas y en efecto, en esta solución la especie existente es por que al titular con base frente a la fenolftaleina esta especie paso a ser donde ocurre el viraje de incoloro a violeta. Para el otro vaso que contenía el verde bromocresol se desprecio el volumen gastado ya que era pequeño con respecto al otro ratificando que la especie era el . El funcionamiento de estos indicadores cuando se trata de fosfatos es que cuando se

titula con acido en presencia de fenolftaleina, el viraje se va a dar cuando el se acaba y

empieza el , si se titula con base el

cambio de color se da cuando el pasa

a . En el caso del verde bromocresol el

viraje se va a dar cuando el pasa a

si se titula con acido, pero si se titula con base el viraje no se va a notar de una especie a otra ya que el tiene una constante muy pequeña y no se alcanza a ver el punto de equivalencia solo si hay un exceso de el cambio de color se dará cuando todo el

es neutralizado y empieza la especie mas acida de los fosfatos.

Suponiendo que en una solución se tenga NaOH y lo primero que ocurre es la reacción

entre las especies y hasta que una

de las 2 se consuma ya que estas especies no pueden estar juntas en solución. Si el por ejemplo en solución se tiene y el y se quiere determinar la concentración de estas especies se podría hacer en vasos separados titulando con acido frente al verde bromocresol para llevar todo el a

y en otro vaso se titula con base

frente a la fenolftaleina llevando el a

.

ConclusionesLa titulación en un mismo vaso y en vasos separados de ácidos y bases poliproticos es una

técnica eficaz para la determinación de especies en soluciones acuosas.Los errores más comunes ocurren por el mal lavado del instrumental o por contaminación de la solución patrón.En la curva de titulacion de fosfatos solo se ven dos puntos de equivalencia independientemente de que tenga 3 constantes de disociación.Cuando se titula con base una especie como

ó el indicador que vira en rango acido es inservible ya que este esta ubicado en el cambio de color, solo si hay un exceso de el viraje se puede observar.

Bibliografía

3. Universidad del Valle. Departamento de Química Ed. Guía laboratorio de química analítica.

No hubo necesidad de material de investigación