UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN
Enrique Guzmán y Valle
Alma Máter del Magisterio Nacional
FACULTAD DE CIENCIAS
Escuela Profesional de Ciencias Naturales
MONOGRAFÍA
Volumetría de Complejos
Examen de Suficiencia Profesional Res. N° 1251-2018-D-FAC
Presentada por:
Guillermo Barrera, Felicinda Rubi
Portada
Para optar al Título Profesional de Licenciado en Educación
Especialidad: A.P. Química – A.S. Matemática
Lima, Perú
2018
ii
iii
Hoja lde lfirmas lde ljurado
Dedicatoria
A lDios, lpor ltodo llo lque lme lbrinda ldía la ldía. l
Mi lmadre, lmis lhermanas, lpor lsu lapoyo
lincondicional.
iv
Índice lde lcontenidos
Portada…………………………………………………………………………………….....i
Hoja de firmas de jurado.……………………………………………………………….......ii
Dedicatoria……………………………………………………………………………….…iii
Índice de contenidos…………………………………………………………………….......iv
Lista de tablas..…………………………………………………………………………….vii
Lista de figuras…………………………………………………………………………….viii
Introducción………………………………………………………………………………...ix
Capítulo 1. Importancia de la química analítica…………………………………………...10
1.1 Análisis químico……………………………………………………………………….10
1.2 Química analítica cualitativa ......................................................................................... 11
1.3 Química analítica cuantitativa ....................................................................................... 11
1.4 Análisis cuantitativo clásico e instrumental .................................................................. 12
1.5 Metodologías de cuantificación en análisis cuantitativo ............................................... 12
1.6 Procesos analíticos ......................................................................................................... 13
1.7.1 Obtención de la muestra. ..................................................................................... 13
1.7.2 Preparación de la muestra. .................................................................................. 13
1.7.3 Pesada de la muestra. .......................................................................................... 14
1.7.4 Disolución de la muestra. .................................................................................... 14
1.7 Etapas de un análisis cuantitativo...................................................................................13
v
1.7.5 Eliminación de sustancias interferentes. ............................................................. 14
1.7.6 Cálculos e interpretación de los resultados. ........................................................ 14
1.8 Métodos analíticos ......................................................................................................... 15
1.8.1 Métodos gravimétricos. ....................................................................................... 15
1.8.2 Métodos volumétricos. ........................................................................................ 16
1.8.3 Método electroanalíticos. .................................................................................... 16
1.8.4 Método espectrométrico. ..................................................................................... 16
Capítulo II. Análisis volumétrico………………………………………………………….17
2.1 Proceso del Análisis volumétrico .................................................................................. 18
2.2 Punto Final ..................................................................................................................... 18
2.3 Patrones primarios ......................................................................................................... 18
2.4 Sistemas indicadores del punto final ............................................................................. 19
2.5 Curvas de titulación y equilibrios en el punto final ...................................................... 19
2.6 Clasificación de las volumetrías y métodos volumétricos............................................. 20
Capítulo III.Volumetría de formación de complejos………………………………..…….21
3.1 EDTA: Ácido etilendiamino tetraacético o ácido etilendinitrilo tetraacético ............... 21
3.2 Propiedades ácido-base.................................................................................................. 21
3.4 El efecto quelato: Es mejor cuando hay más grupos complejantes ............................... 24
3.5 Equilibrios del EDTA .................................................................................................... 24
3.6 Constante de formación ................................................................................................. 24
3.3 Quelatos: EDTA, lo máximo en agentes quelantes para metales...................................23
vi
3.7 Curvas de titulación metal-EDTA ................................................................................. 25
3.8 Indicadores metalocrómicos .......................................................................................... 26
3.9 Métodos de valoración que involucran EDTA .............................................................. 27
3.10 Aplicaciones de las complejo volumetrías. ................................................................. 28
3.11 Determinación cuantitativa de la dureza del agua con EDTA. ................................ …28
3.12 Cálculos de la determinación cuantitativa de la dureza de agua……………………...29
Aplicación didáctica…………………………………………………………………….....32
Sesión de clase teórico practico......................................................................................... ..32
Guía instructiva................................................................................................................... .35
Instrumentos de evaluación………………………………………………………………. .38
Síntesis……………………………………………………………………………………...41
Apreciación crítica y sugerencias…………………………………………………………..42
Referencias………………………………………………………………………………....43
Apéndice(s)………………………………………………………………………………...45
vii
Lista lde ltablas
Tabla 1. Constantes de formación ............................................................................. 23
Tabla 2. Formula de los cuatro indicadores ............................................................... 26
viii
Lista lde lfiguras
Figura 1. Etapas de un análisis cuantitativo ........................................................... 15
Figura 2. Solución de ácido – base .......................................................................... 18
Figura 3. Proceso de análisis volumétrico .............................................................. 18
Figura 4. Curvas de titulación.................................................................................. 20
Figura 5. EDTA ......................................................................................................... 21
Figura 6. Los átomos H ácidos …………………………………………………….22
Figura 7. Componente sal disolica ......................................................................... 22
Figura 8. Protones según su etapa .......................................................................... 24
Figura 9. Formulación de verificación de EDTA .................................................. 24
Figura 10. Efecto del pH sobre los valores de Kf para quelatos de EDTA ........ 25
Figura 11. Curvas de titulación con pH 10 y 7 .......................................................... 25
ix
Introducción
La lpresente lmonografía ltrata lsobre lla lvolumetría lde lcomplejos, ldonde ltambién lveremos la llos
lagentes lquelantes-indicadores lmetalocrónicos, ldeterminaciones lcon lEDTA, lcurvas lde
ltitulación ly laplicaciones. lSu lfinalidad les lconocer lla lcantidad lde luna lsolución lde
lconcentración lexactamente lconocida, lque lreacciona lcuantitativamente lcon lla lsubstancia
lcontenida len lla ldisolución lde luna lcantidad, lpesada lo lmedida lpor lotro lmétodo, lde lla
lsubstancia loriginal. lEl lpeso lde lla lsubstancia lbuscada lse ldeduce lindirectamente lde lla
lcantidad lde lsolución lconocida l(patrón) lque lse lha lconsumido. lEs lnecesario lposeer lalgunos
lmedios lpara linvestigar lel lpunto lfinal lde lla lreacción lvolumétrica, lesto les, lun lindicador. lLa
loperación lpara lhallar lla lcantidad lde ldisolución lpatrón lse lllama lvaloración lde ltitulación.
Los lcomplejos lque lpueden lutilizarse ltienen lque lir lcasi lsiempre ljunto lcon lagentes
lformadores lde lquelatos, lsiendo lel lcomún lel lácido leltilendiaminotetracetico lo lEDTA. lPara
lidentificar lque lse lha lformado lquelato len lel lanalito, lnecesariamente lhay lun lindicador lmuy
lusado len ldisolución lde lPH l10, lque les lel lNegro lde leriocromo lT l(NET).
Por llo ltanto, leste ltrabajo lmonográfico lcuenta lcon ltres lcapítulos: lel lprimero lse lrefiere
la lla lQuímica lanalítica, lel lsegundo lal lanálisis lvolumétrico ly, lfinalmente, lel lúltimo ltrata lsobre
lla lVolumetría lde lformación lde lComplejos.
10
Capítulo I
Importancia de la química analítica
“La importancia de la química analítica en esta investigación radica en estudiar las
características químicas de la materia en el aspecto cualitativo y la cantidad que presenta”
(el cuantitativo).
Todo está hecho de productos químicos y los productos dependen de las cantidades
químicas, que sean las idóneas.
Importancia de la química analítica
En la actualidad, la química analítica se encuentra entre las ramas de más
importancia.” Contiene la separación, identificación y determinación de cantidades en
referencia a la composición de la materia. La composición química es importantísima en el
comercio y en todos los campos, como la ciencia de la medicina (Skoog, West, y Holler,
1995).
1.1 Análisis químico
Determinan la composición química de un material, es decir, “conocer qué sustancias y en
qué cantidad componen un determinado material. ”
11
Los problemas que se relacionan con la composición química de todo tipo de
materia son resueltos en la práctica con el análisis químico mediante los métodos de
análisis correspondientes. Su aplicación es múltiple desde la materia prima hasta los
productos terminados si están dentro del ámbito de la industria, de igual forma lo podemos
tener en el comercio, en el campo biológico, médico, etc. Es importante manifestar que los
análisis clínicos permiten diagnosticar y curar las enfermedades.
1.2 Química analítica cualitativa
El análisis cualitativo trata sobre los productos químicos que componen alguna sustancia y,
por su parte, lo cuantitativo determina las cantidades.
“El primero se encarga de identificar los elementos, los iones o los compuestos
presentes en una muestra.
1.3 Química analítica cuantitativa
El análisis cuantitativo se refiere a la determinación, en peso o volumen, de las cantidades
de las distintas substancias contenidas en un peso o volumen conocido de un compuesto o
mezcla. Generalmente, los resultados se expresan en tantos por ciento de substancias
contenidas.
Así, por ejemplo, la determinación de carbono, hidrógeno y oxígeno en una
substancia orgánica, o la de cobre, azufre y oxígeno en un compuesto inorgánico, son
análisis elementales. Un análisis inmediato es la determinación de ciertos grupos de
elementos o substancias.
12
1.4 Análisis cuantitativo clásico e instrumental
Emplea dos instrumentos usados desde hace siglos: la bureta y la balanza, para realizar el
análisis gravimétrico y volumétrico. En ambas opciones puede considerarse el empleo de
los sentidos humanos para realizar la medición. En las volumetrías clásicas la vista
humana se emplea para: a) enrasar la bureta; b) interrumpir la adición de valorante cuando
el indicador visual cambia de color; y c) leer en la escala milimétrica de la bureta el
volumen de valorante consumido. En las volumetrías modernas se emplean sistemas
instrumentales de indicación del punto final y la lectura del volumen es por indicación
digital del mismo suministrado por la bureta automática.
1.5 Metodologías de cuantificación en análisis cuantitativo
Los cálculos que se determinan por medio de las leyes nos permiten utilizar un método
calculable, estos son basados en leyes de los parámetros químicos y físicos. Están en
función de operaciones matemáticas, implicando a valores constantes como son los pesos
atómicos, al igual que los valores variables considerados en el proceso de medida
química,” tales como peso de la alícuota sometida al proceso, volumen del reactivo
valorante, peso del precipitado, etc. Se trata de métodos que son candidatos a ser
considerados primarios.
Dentro de los mismos, cabe hacer una distinción:
• Métodos absolutos: son aquellos que no emplean estándares químicos-analíticos
(ejemplo, sustancias puras, muestras patrón) para generar el resultado. Las gravimetrías
y culombimetrías son ejemplos representativos de los mismos.
• Métodos absolutos con estándares analíticos: Tienen la necesidad de un modelo
químico-analítico que no contiene al analito; las volumetrías y la dilución isotópica
espectrometría de masas son representativas de este grupo.
13
1.6 Procesos analíticos
Se considera:
• Conocer el método analítico a emplear, sus principios, las reacciones.
• Conocer sus limitaciones y los posibles errores.
• Tener habilidad manual en el uso de los reactivos.
• Tener la bibliografía disponible.
• Conocer cálculos con los datos experimentales.
1.7 Etapas de un análisis cuantitativo
Tenemos los siguientes pasos:
1.7.1 Obtención de la muestra.
Tiene que ser representativa de la composición del material.
1.7.2 Preparación de la muestra.
Se considera:
• “La uniformización”
• “La desecación”
a) La uniformización
Para recoleccionar una muestra, debemos tener cuidado con el traslado de esta para
realizar el análisis respectivo, generalmente la forma ideal es mediante la solución. De
acuerdo a los procedimientos más utilizados, los sólidos deben ser uniformes a través del
cuarteo, la cual consiste en realizar mezclas, trituraciones, tamizados de manera progresiva
con la intención de obtener partículas pequeñas que faciliten la solubilidad. ”
14
b) Desecación
Con la desecación se elimina toda humedad que tiene la muestra, para evitar algún
tipo de alteración química. De igual manera, permite obtener resultados muy parecidos,
siempre y cuando se realice sobre muestras secas.
1.7.3 Pesada de la muestra.
Para el pesado de la muestra se utilizó una balanza, con una sensibilidad al 0.1 mg
0.0001 g.”
Los resultados se analizaron relativamente.
1.7.4 Disolución de la muestra.
Para poder realizar el análisis químico se efectúan en soluciones de la sustancia del
cual se están analizando, lo cual permite elegir el disolvente, siendo este de gran
importancia. De igual manera, es trascendente considerar el proceso a determinar para esta
situación.
1.7.5 Eliminación de sustancias interferentes.
Se denomina sustancia interferente a aquellas que dificultan un proceso analítico.
1.7.6 Cálculos e interpretación de los resultados.
De acuerdo al experimento, los valores guardan relación y se encuentran
relacionados con la cantidad indicada en la muestra.
Tiene que estar en relación con el peso y luego en porcentaje, así se expresan los
resultados analíticos. l
15
Figura l1. lEtapas lde lun lanálisis lcuantitativo. lFuente: lArancibia, l2008.
1.8 lMétodos lanalíticos
Clasificación l
Considerando la lla lnaturaleza lde lla lmedición lfinal, lse lclasifican len: l l
1.8.1 lMétodos lgravimétricos.
El lmétodo lgravimétrico lconsiste len lanalizar lde lmanera lcuantitativa, lexacta ly lprecisa,
llos lresultados lcalculados lde lla lsustancia. l
Estos lse lrealizan lteniendo len lcuenta lel lpeso latómico ly lmolecular, lvalidándose lla
lcomposición lde lla lsustancia. lAsí lmismo lse lconsideran llos lmétodos l
16
• Precipitación l
• Electrodeposición l
1.8.2 lMétodos lvolumétricos.
Es lun lmétodo lde lanálisis lque ltiene lcomo lobjetivo ldeterminar lla lconcentración
ldesconocida lde lun lreactivo la lpartir lde lun lconocido. lTambién les lconocido lcon lel lnombre lde
lanálisis lvolumétrico. L
1.8.3 lMétodo lelectroanalíticos.
Estudia lun lanalito lmediante ltécnicas len lsu lpotencial leléctrico lo len lamperios. lTodo
lesto len lla lcelda lelectroquímica ldonde lse lencuentra lel lanalito.”
1.8.4 lMétodo lespectrométrico.
Es lla lmedición lde lla linteracción lde lla lradiación lelectromagnética lcon llos látomos lo
lmoléculas ldel lanalito, lo lde lla lradiación lproducida lpor llos lanalitos.” l l
• Métodos lcolorimétricos
• Métodos lpolimétricos
• Métodos lrefracto lmétricos l l l l l l
17
Capítulo II
Análisis volumétrico
Volumetría
“Se le define como un conjunto de procesos que sirven para medir el volumen de una
solución de concertación reconocida como Estándar o tipo, la cual reacciona con un
volumen de una solución concentrada desconocida. A este momento se le llama punto de
equivalencia o punto estequiométrico.”
Por tanto, identificado el nivel de solución y volumen que se consumen, se puede
deducir la cantidad buscada.
Se sabe que:
“1 ml. NaOH 1.0000 N --------------------- 0.0365 gr HCl”
“15 mls NaOH 1.0000 N ------------------ X”
“X = 15 x 0.0365”
“X = 0.547 gr HCl”
18
Figura l2. lSolución lde lácido l– lbase. lFuente: lArvizu, lOrtiz ly lFigueredo, l1970.
2.1 lProceso ldel lanálisis lvolumétrico
Figura l3. lProceso ldel lanálisis lvolumétrico. lFuente: lAutoria lpropia.
2.2 lPunto lfinal
La lfase lfinal lde lla lvaloración, lse lencuentra lconformada lpor llos lcambios lfísicos ly/o
lquímicos lque lpresenta lel lsistema. lpudiendo lestar ldenotado lpor lel lcambio lde lcolor ldel
lprecipitado. L
2.3 lPatrones lprimarios
“Los lpatrones lprimarios lson lconsiderados lsustancias lde lpureza lalta, lcompuestas
lquímicamente lestables lal lmedio lambiente, lson labsorbentes, lfacilitando lsu lpesado lde
lmanera lligera, lasí lmismo lfacilita lsu lproceso lde ldesecación lel lcual lse lencuentra lentre l100 la
l1100 lC.” l l l
19
l2.4 lSistemas lindicadores ldel lpunto lfinal
Estos lsistemas ldeben lofrecer lun lcambio lbrusco ly lnítido lpara lpoder ldetener lla ladición lde lla
ldisolución lde lvalorante, lo lbien lofrecer lla lmonitorización lcontinua lde luno lo lvarios
lcomponentes lde lla lreacción lvolumétrica. lDeben lresponder lo lmostrar lel lcambio lbrusco lde lla
lconcentración lde luno lde llos lreactivos lo lproductos, les ldecir, lcambiar lal lvariar lbruscamente
lla l[H+] len lvolumetría lácido-base, l[Mn+] len lvolumetrías lde lprecipitación ly lformación lde
lcomplejos ly lel lpotencial len lvolumetría lredox.
Existen ldos ltipos lde lindicadores: llos lvisuales ly llos lfísico-químicos lo linstrumentales.
Los lindicadores lvisuales lson laquellos lque lpermiten lal loperador lhumano ldetectar lun
lcambio lde lcolor, laparición lde lfluorescencia lo laparición lde lun lprecipitado. lExiste ltambién
luna lamplia lvariedad lde lindicadores linstrumentales: lópticos, lelectroanalíticos ly
lradiométricos, lque lmonitorizan lla levolución lde llos lcomponentes lde lla lreacción
lvolumétrica.
l2.5 lCurvas lde ltitulación ly lequilibrios len lel lpunto lfinal l
La lcurva lde ltitulación ldel lsistema len lestudio llo lutilizamos lpara lconocer llas lbases lteóricas lde
llos lpuntos lfinales, lasí lcomo lerrores lde ltitulación. lEsta lcurva lconsiste len luna lrepresentación
lgráfica lde lla lvariación lde llos lreactivos lo lproductos lde lla lreacción lvolumétrica lprincipal
ldurante lel lproceso. lSe lrepresenta lalguna lfunción ldel lanalito lque lrepresente lla lvariación lde
lsu lconcentración len lfunción ldel lvolumen lde lreactivo lvalorante ladicionado. lSe loriginan lasí
llas ldenominadas lcurvas lde ltitulación lo lvaloración llogarítmicas. lAsí, lse lmonitoriza:
pH l(pH l= l-log l[H+]) len lvolumetría lÁcido-Base
pM l(pM l= l-log l[M+]) len lvolumetría lde lprecipitación ly lcomplejación.
20
Potencial lE l(E l= lE0 l– l0,059/n llog l[Red]/ l[Ox]) len lvolumetría lredox.
La lbrusquedad ldel lsalto lde lla lcurva lde ltitulación len lla lvecindad linmediata ldel lpunto
lfinal les lla lpropiedad ldecisiva lpara ldefinir lsi les lfactible lo lno lla ldeterminación lde ldicho
lpunto lfinal. lSe lpuede ldefinir lcomo lprecisión lrelativa lde lla llocalización lde lun lpunto lfinal lla
lfracción lde lla lcantidad lestequiométrica lde lreactivo lvalorante lnecesaria lpara latravesar lla
lregión lcubierta lpor l0,1 lunidades la lcada llado ldel lpunto lestequiométrico.
Figura l4. lCurvas lde ltitulación. lFuente: lArvizu, lOrtiz ly lFigueredo, l1970.
2.6 lClasificación lde llas lvolumetrías ly lmétodos lvolumétricos
Se lclasifican len lcategorías, lsegún lel ltipo lde lreacciones:
• Ácido lbase
• Precipitación
• Oxido-Reducción
• Formación lde lComplejos
21
Capítulo lIII
lVolumetría lde lformación lde lComplejos
3.1 lEDTA: lÁcido letilendiamino ltetraacético lo lácido letilendinitrilo ltetraacético
Figura l5. lEDTA. lFuente: lFernández, l1959.
El lEDTA lcontiene lseis lgrandes lgrupos lque ldonan lelectrones, lcuatros lson lácidos ly
ldos lson lnitrógenos; les lun lestándar lprimario ly ltiene lcomo linconveniente lser lmuy lpoco
lsoluble lal lagua. lSe lpuede lcombinar lcon liones lmetálicos len l1:1 lsin lque limporte lel lcatión. l
3.2 lPropiedades lácido-base
El lEDTA les lun lsistema lhexaprótico, lque lse lpuede ldesignar lcomo lH6Y2+.
22
Los látomos lH lácidos, lque lestán lresaltados len lla lformula, lson llos lúnicos lque lse
lpierden lcuando lse lforman lel lcomplejo lde lun lmetal.
Figura l6. lLos lÁtomos lH lácidos. lFuente: lFernández, l1959.
“Los lvalores ldel lpk1 lal lpk4 lmanifiestan llos lprotones lcarboxílicos, ly llos lvalores ldel
lpk5 ly lpk6 llos lprotones lde lamonio. lEl lácido lneutro les ltetraprótico, lcon lfórmula lH4Y. lEl
lreactivo lcomúnmente lutilizado les lla lsal ldisódica, lNa2H2Y-H2O.
Figura l7. lComponente lsal ldisolica. lFuente: lAutoria lpropia.
“Hay lque ltener lpresente lque lKf lse ldefine len ltérminos lde lla lespecie lY4-, lque lreacciona
lcon lel lion lmetálico. lLa lconstante lde lequilibrio lpodría lhaberse ldefinido len ltérminos lde
lcualquier lotra lde llas l6 lformas ldel lEDTA len” ldisolución.
23
Tabla l1
Constantes lde lformación
Nota: lConstantes lde lelementos lde lformación. lFuente: lSkoog, lWest, ly lHoller, l1996.
Esta ltabla ldetermina lque llas lconstantes len lla lgran lmayoría lde lEDTA lson lenormes ly
lse ltiende la lser lmás lgrandes.
Se lreduce lcuando la ltravés lde loxígeno lestos lse lacercan la llos látomos ldel lnitrógeno.
3.3 lQuelatos: lEDTA, llo lmáximo len lagentes lquelantes lpara lmetales
Los iones metálicos son ácidos de Lewis, que aceptan pares de electrones de ligandos
donadores de electrones, que la su vez son bases de Lewis.
El cianuro se denomina ligando monodentado, porque se enlaza a un ion metálico a
través de un solo átomo el átomo de carbono. Un ligando que se une a un ion
metálico mediante más de un átomo del mismo se llama ligando multidentado de
muchos dientes o ligando quelante (Harris, 2007, p. 259).
24
3.4 lEl lefecto lquelato: lEs lmejor lcuando lhay lmás lgrupos lcomplejantes
Tienen ly lconforman lcompuestos lmuy lfuertes lcon lmuchos liones lmetálicos. lEstos lagentes
lquelantes lforman lligandos lbidentados.
3.5 lEquilibrios ldel lEDTA
“Se lrepresenta lcon l4 lvalores lde lKa lque lcorresponden la lla ldisociación lpor letapas lde llos
lcuatro lprotones”:
Figura l8. lProtones lsegún lsu letapa. lFuente: lAutoria lpropia.
3.6 lConstante lde lformación
Figura l9.. lFormulación lde lverificación lde lEDTA. lFuente: lAutoria lpropia.
25
3.7 lCurvas lde ltitulación lmetal-EDTA
“La ltitulación lpermite ladicionar lel lagente lquelante, lla lreacción les lprocedida len lla lecuación.
lEn lla lfigura la lcontinuación lobservamos lla lcurva lde ltitulación lCa2 lcomo lEDTA la lpH l10.
lAnterior la lese lpunto, lCa2” les lmuy lparecido la lla lcantidad lde lCalcio lsin lreacción, lporque lla
ldisociación les lmuy lligera. lTenemos lque lel lpunto lde lequivalencia lo lun lpoco lmás lallá, lpCa
les ldeterminada ldesde lla ldisociación ldel lquelato lal lpH.
Figura l10. l lEfecto ldel lpH lsobre llos lvalores lde lKf lpara lquelatos lde lEDTA. l lFuente: lRecuperado
lde lhttp://www.escritoscientificos.es/trab21a40/durezagua/pagina07.htm
Figura l11. lCurvas lde ltitulación lcon lpH10 ly l7. lFuente: lRecuperado lde
lhttp://www.escritoscientificos.es/trab21a40/durezagua/pagina07.html/
26
3.8 lIndicadores lmetalocrómicos
Son lcompuestos lorgánicos lparte lde llos lquelatos lcoloreados len lun lrango lde lconcentraciones
l10-6-10-7 lM ly lse lllaman lindicadores lmetalocrómicos. l
Figura l12. l lProceso lde lindicadores lmetalocromicos. lFuente: lAutoría lpropia
“Requisitos lmínimos lrequeridos lpara lel lindicador:” l l
• intensidad lde lcolor lalta. l
• Reacción lrápida ly lselectiva.
• Metal lestable.
• “Soluble len lagua.” l l
“
Ejemplos lde lalgunos lindicadores lmetalocrómicos:” l l
Tabla l2
Formula de los cuatro indicadores
Cambio de color en su forma libre o compleja Catión para el que se utiliza
Indicador Libre Compleja
Negro de Ericromo Azul Rojo Magnesio, zinc
Calcòn carboxílico Azul Rojo Calcio
Calmagrita Azul Rojo Magnesio
Calceina Fluorescente Incoloro Calcio
Nota :cambio de colores libre o compleja. Recuperado de https://player.slideplayer.es/2/1029692/
27
3.9 lMétodos lde lvaloración lque linvolucran lEDTA
Valoración ldirecta
La l“valoración ldirecta ltoma lvalor lel lión lmetálico l(analito) lcon lsolución lde lEDTA
l(valorante).” l l l l
Reacción ldel lindicador
Método lde lvaloración lpor lretorno
Se lutiliza len:
Cationes lque lforman lcomplejos lestables lcon lEDTA ly lno lhay lindicadores
lsatisfactorios.” l l
• Cationes lque lreaccionan llentamente lcon lEDTA.” l l l
• “Ejemplo: lEl lNi2+ lse lpuede lvalorar lpor leste lmétodo.” l l
Método lde ldesplazamiento
“El lMg2+ lo lZn2+
lliberados lse lvaloran lcon luna lsolución lpatrón lde lEDTA. lEjemplo: lEl
lHg2+ lse lpuede lvalorar lpor leste lmétodo. lComo lcondición lnecesaria, lla lconstante lde
lformación lHg-EDTA-2 ldebe lser lmayor lque lla lde lMg-EDTA-2
lo lla lreacción lno” locurrirá.
28
3.10 lAplicaciones lde llas lcomplejo lvolumetrías.
Tienen laplicaciones len llas lciencias lagrícolas ly lforestales.
3.11 lDeterminación lcuantitativa lde lla ldureza ldel lagua lcon lEDTA.
Procedimiento: l
1. Preparación lde lla ldisolución lpatrón lde lcloruro lde lcalcio.
• Pesar len lpesa lfiltro, lpreviamente ltarado, l0,25 lg lde lcarbonato lde lcalcio lpuro. l
• Pasar la lun lvaso lde l100 lml ly ldisolver lcon lHCl l0,1 lM, lañadiendo leste lpoco la lpoco
lsobre lel lcarbonato lde lcalcio. lAgregar lluego l200 lml lde lagua ldestilada ly lcalentar
lpara leliminar ltodo lel lCO2.
• Transferir lla ldisolución la luna lfiola lde l250 lml. lY lenrasar lcon lagua ldestilada. l
La lreacción: lCaCO3(s) l+ lHCl l(ac) l l l l l l l l l l l l l l l l lCO2 l+ lCaCl2 l(ac) l+ lH2O l
2. Preparación lde lla ldisolución lvalorada lde lEDTA
• En luna lpesa lfiltro lpesa l2,0 lgramos lde lEDTA l(sal ldisódica ldihidratada ldel lácido
letilendiaaminotetraacetico)
• Pesar l0,1 lg lde lMg lCl2.6H2O ly lagregar la lla ldisolución lanterior, lmezclar lbien lpara
lhomogenizar. l
• Pasar la luna lfiola lde l500 lml. lEnrasar ly letiquetar.
• Cargar lel lEDTA lpreparado la lla lbureta.
29
• Medir l“con luna lpipeta lde l25 lml. lLa lsolución lpatrón lde lcloruro lde lcalcio, lpasar la lun
lmatraz lde l250 lml, lagregar l1 lml. lDé lla lsolución ltampón l(PH l= l10) ly lañadir luna lpizca
ldel lindicador lNegro lde lEricromo lT.” l l
• Valorar lla lsolución lde lcloruro lde lcalcio lcon lEDTA, lhasta lque lvire lel lindicador lde lun
lcolor lrojo la lun lazul lpuro.
• “Calcular lel ltítulo lde lEDTA len lmg lde lCaCO3 l/ lml” lde lEDTA. l
Determinación lde lla ldureza ltotal ldel lagua l
• Medir l50 lml lde lla lmuestra lproblema lde lagua ly lpasar la lun lmatraz lde l250 lml.
• Agregar l1 lml lde lla ldisolución ltampón ly l0,1 lg ldel lindicador lnegro lde lericromo lT. lAgitar
lpara lhomogenizar. l
• Cargar lla lbureta lcon lsolución lde lEDTA, lcuyo ltítulo lya lse lha lcalculado.
• Titular lla lmuestra lde lagua lcon lel lEDTA, lhasta lque ldesaparezca lel lcolor lrojizo ly lla
lsolución lse ltorne lazul. lRepetir lla ltitulación lpor ltres lveces.
• Calcular lla ldureza ldel lagua len lppm lde lcarbonato lde lcalcio/litro lde lagua. L
3.12 lCálculos lde lla ldeterminación lcuantitativa lde lla ldureza ldel lagua l
• Pesa lfiltro l(peso) l= l20.4605 lg l
• Pesa lfiltro l+ lmuestra l= l20.71g
Este lcálculo lse lrealizó lporque lla lconcentración ldel lHCl lcon lque lcontábamos lera lde
l6M. lEntonces, lse ltenía lque lcalcular lel lvolumen la lla lconcentración lrequerida. l
• HCL l0, l1 lM
VT l= l41 lml l
M l= lX
M1 l= l6M
30
V2= l1 lml l
6 lx l1 l= l41 lx lM
M l= l0.15
• Disolución lvalorante ldel lEDTA
Peso l= l22,4610 lg l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l lEDTA
Mg lCl2 l= l20.5694 lg l l Mg lCl2
Titulación l
1° lGasto l= l22, l80 lml
2° lGasto l= l27.00 lml
3° lGasto l= l27.01 lml
Título l
lEDTA l l l l l mg lCaCO3 l/ lml lEDTA
l0.25 lg lCaCO3 l 250 lml l(solución)
250 lmg lCaCO3 250 lml
1 lmg lCaCO3 l 1 lml l
• Solución lpatrón l
CaCO3 l l l lmg lCaCO3 l/ lml l
25 lml l25 lmg lCaCO3 27.05 lml l
0.9242 lmg lCaCO3 l 1 lml lEDTA l
• Título lde lEDTA l
50 lml l 1 lml lEDTA l 0.9242 lmg lCaCO3
18 lml lEDTA l lX
31
X l= l16.6356 lmg l
• Dureza ldel lagua len llitros l
16, l64 lmg lCaCO3 l l l l50 lml lagua lde lcaño l
332,8 l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l1000ml l
Dureza ltotal l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l 300.8 l331 lmg lCaCO3 l/ ll l
Dureza l333 lppm l
32
Aplicación ldidáctica
Sesión lde lclase lteórico lpractico
UNIVERSIDAD lNACIONAL lDE lEDUCACIÓN
Enrique lGuzmán ly lValle
I. DATOS lINFORMATIVOS: l
1.1. lESPECIALIDAD : lA.P. lQuímica l– lA.S. lMatemática l
1.2. lÁREA : l lCTA.
1.3. lI.E. : l“Virgen lde lGuadalupe” l- lHuaycán l- lAte
1.4. lFECHA : l09/10/2019
1.5. lGRADO : l3ro. lde lsecundaria
1.6. lDURACIÓN : l45 lminutos
1.7. lDOCENTE l : lFelicinda lRubí lGuillermo lBarrera l l
II. lTÍTULO lDE lLA lSESIÓN:
“Volumetría lde lComplejos”
III. APRENDIZAJES lESPERADOS:
COMPETENCIAS CAPACIDADES INDICADORES
Conoce lel lmundo lfísico.
Reconoce lcientíficamente ly
llo largumenta.
-Determina, la lpartir ldel lmétodo lde
ltitulación, lla lconcentración
lequivalente lde luna lmuestra lde
lagua. lVerifica lla limportancia len
lsu lvida ldiaria.
33
IV. SECUENCIA lDIDÁCTICA: l
45 lminutos
INICIO l(5 lminutos)
- Se lsaluda ly lrecuerda la llos lestudiantes lel lcumplimiento lde llas lnormas lde lseguridad.
- Presenta lla lmuestra lde lagua lcon lsedimentos.
- La ldocente lplantea llas lsiguientes lpreguntas:
• ¿Cuántos ltipos lde lagua lhay len lla lnaturaleza? l
• ¿Qué les lvolumetría?
• ¿Qué les lla ltitulación? l
- Los lestudiantes lresponden.
- Se lcomenta lsobre llos ldiferentes ltipos lde laguas. l
- La ldocente lpregunta: l
¿Cómo lpodemos lsaber lsi lel lagua les ldura lo lblanda?
- Los lestudiantes lresponden len lforma lvoluntaria la llas linterrogantes.
- La ldocente, ljunto lcon llos lalumnos, ltitulan lla lsesión: lVolumetría lde lcomplejos.
DESARROLLO l(35 lminutos)
- La ldocente ldistribuye lseparatas lsobre lel ltema l“volumetría lde lcomplejos” ly lla lficha
lde ltrabajo, lluego lpide lque lformen lgrupos lpor lafinidad. l l
- Los lestudiantes lobservan lilustraciones lde lla ldiapositiva, lleen lla lficha lde llectura
lproporcionada lpor lla ldocente. l l
- Sobre lla lbase lde llas lconsideraciones lteóricas lde lla lnueva linformación, llos
lestudiantes, len lgrupo, lrealizan lla lactividad lexperimental.
- Inician lidentificando llos lmateriales, lrealizando llas lmediciones, lobservando lel
lcambio lde lcolor len llas ltitulaciones ly lreconociendo lel lpunto lfinal len lla ltitulación
lmediante llas lindicaciones lde lla ldocente lpara lidentificar, ldiferenciar ly lexplicar lla
VALOR CRITERIO ACTITUDES
− Respeto
− Tolerancia l
− Puntualidad l
Comprende lla linformación.
Desarrolla lpráctica len lel
llaboratorio lpara ldeterminar
lla ldureza ldel lagua. l
- Es lresponsable lcon ltodas
llas lactividades ly lcon lel
lcuidado lde llos
linstrumentos.
- Reconoce lla limportancia
lde lla l“volumetría lde
lcomplejos” len lnuestra
lvida.
34
lvolumetría lde lcomplejos, lsu limportancia len lla laplicación len lnuestra lvida lcotidiana,
lrespondiendo len llas lactividades lde lla lficha lde ltrabajo, lorientados lpor lla ldocente. l
- Los lestudiantes lestarán len lcondiciones lde lexplicar llas lcaracterísticas lde lla lnaturaleza
ldel lagua ly llos lprocesos lde lla ltitulación ldel lagua. l
- La ldocente lpide la llos lestudiantes lque lcontrasten lsus lhipótesis lcon llos lresultados
lobtenidos len lla lexperiencia len lun lcuadro lde ldoble lentrada. l
- los lestudiantes lidentifican llas lsustancias lque lse lusan lpara lla ltitulación ly lestán len
lcondiciones lde lresponder llas lsiguientes lpreguntas.
• ¿Qué les lla lvolumetría lde lcomplejos? l
• ¿Qué linstrumentos lse lusan lpara lla ltitulación?
• ¿Qué lsustancias lse lusan lpara lla ltitulación ldel lagua?
• ¿Qué les lel lEDTA?
• ¿Cómo lse lreconoce lel lpunto lfinal lde lla lvolumetría lde lcomplejos lmientras lse
ltitula? l l
• Los lestudiantes lexplican lsus lconclusiones lcon ljustificación lcientífica.
• La ldocente lconsolida lla linformación laclarando ldudas ly lda llas lconclusiones
lfinales, lconsiderando lla limportancia lde lla lvolumetría lde lcomplejos ly lla
ldeterminación lde lla ldureza lde lagua, lpara lsaber lcuándo luna lsustancia les lmuy
lpeligrosa lpara lla lvida, lson laplicadas len lnuestra lvida ly ltomar lmedidas lde
lprevención. l
CIERRE l(5 lminutos)
- La ldocente lverifica lla lmeta lcognitiva. l
”
35
Guía linstructiva
UNIVERSIDAD lNACIONAL lDE lEDUCACIÓN
Enrique lGuzmán ly lValle
“Alma lMáter ldel lMagisterio lNacional”
Profesora: lFelicinda lRubí lGuillermo lBarrera l l
lPROBLEMA • ¿Qué lsustancia ltiene lel lagua ldura?
• ¿Qué lmétodo lse lutiliza lpara lla ldeterminación lde lla ldureza
ldel lagua? l
HIPÓTESIS l
• Identificar llas lsustancias lque lse lusan lpara lla ltitulación. l
• Observan lel lcambio lde lcolor len lla ltitulación.
• Reconocen lel lpunto lfinal len lla ltitulación. l
• Explican llas lcaracterísticas lde lla ldureza ldel lagua. l
MATERIALES lUTILIZADOS lY lSUSTANCIAS l
INSTRUMENTOS lDE
lLABORATORIO l
SUSTANCIAS
• lPipeta lvolumétrica l
• lProbeta lvolumétrica
• lMatraz l
• lFiola l
• lEmbudo ly lvaso lprecipitado l
Disolución lpatrón l
Solución ltampón l
Indicador lel lnegro lericromo lT
Solución l(ácido letilen ldiamino l l l
tetraacético) lEDTA
PROPÓSITO l
GUÍA lDE lLABORATORIO lDE lDETERMINACIÓN lDE lLA lDUREZA lDEL
AGUA
36
TITULACIÓN lCOMPLEXO lMÉTRICA
• “Asigne len lla lbureta lsolución lvalorada lde lEDTA, lhasta lun lvolumen lreferencial. l
• Gota la lgota, linicie lla ltitulación lcon lagitación lcontinua ldel lErlenmeyer. l
• Continúe lla ltitulación lhasta lque lla lsolución lcambie lde lcolor lrojiza la lazul loscuro. l
• Anote lel lconsumo lde lsolución lEDTA ly lcalcule lla ldureza ldel lagua lexpresado len lmg
lde lCaCO3 l/ llitro lo lppm.
Dureza ltotal l(mg lCaCO3/l) lo l(ppm) l= lEDTA lml lx l1000 lf l/ lmuestra lde lml l
f l(factor lexperimental) l= lconsiderar lel lvalor lasignado lpor lel ldocente.”
TABLA lDE lRESULTADO. l
Volumen lde lla lmuestra lde lagua
l(ml) l
Concentración lEDTA
Volumen lEDTA len ldureza ltotal
l(ml)
Dureza ltotal lde l(ppm lCaCO3)
37
ACTIVIDADES lPROPUESTAS lSOBRE lÁCIDOS
1. ¿Qué les lla lvolumetría lde lcomplejos? l
2. ¿Por lqué lse ltitula lgota la lgota?
3. ¿Por lqué lse lagrega lel lindicador? l
4. ¿Por lqué les limportante lla lvolumetría lde lcomplejos len lla lquímica?
5. ¿Cómo lse lreconoce lel lpunto lfinal lde lla lvolumetría lde lcomplejos? l
6. ¿Cómo lpodemos lreconocer lel lagua ldura? l
7. ¿Cuáles lson llas lconsecuencias ldel lagua ldura? l l
38
Instrumentos lde levaluación
UNIVERSIDAD lNACIONAL lDE lEDUCACIÓN
Enrique lGuzmán ly lValle
“Alma lMáter lDel lMagisterio lNacional”
Profesora: lGUILLERMO lBARRERA lFELICINDA lRUBÍ l
FICHA lDE lOBSERVACIÓN lACTITUDINAL CURSO: lCTA l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l lGRADO: l___________________ l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l lFECHA:
l___________________ l l l l l l l l l l l l l l l l l l l
ACTITUDDES: lPracticar llas lindicaciones ldel lprofesor.
Nº
APELLIDOS lY lNOMBRES
INDICADORES A B C D E
Respeta la lsus
lcompañeros.
Pregunta la lsus
lcompañeros.
Observa llos ltrabajos
lde lsus lcompañeros
Es lcortés lcon lsus
lcompañeros.
Autorespeto
0 l– l4 0 l- l4 0 l– l4 0 l- l4 0 l- l4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
39
UNIVERSIDAD lNACIONAL lDE lEDUCACIÓN
Enrique lGuzmán ly lValle
“Alma lMáter lDel lMagisterio lNacional”
FICHA lDE lMETACOGNICIÓN l
¿En lqué
lsituación lde lla lvida
lcotidiana lse lpuede
laplicar llo laprendido?
………………
¿Cómo llas
lafrontaron?………
………………………
¿Cómo llo
llograron?
¿Qué laprendí
lhoy?
¿Qué
ldificultades ltuvieron?
“…El lque lpersevera,
ltriunfa… ltú l lsiempre lpuedes
lmucho lmás…”
40
LISTA lDE lCOTEJO
Apellidos ly lnombres
Capacidad l
Comprende ly laplica lconocimiento lcientífico ly
largumenta lcientíficamente. l
Indicador l
Determina, la lpartir ldel lmétodo lde ltitulación lcomplejo
lmétrico, lla ldureza, len lconcentración lequivalente lde
lcarbonato lde lcalcio ly lmagnesio.
Sí No
41
Síntesis
Para lrealizar leste lapreciado ltrabajo lse ltuvo lque lconocer lprimero lalgunos lsignificados
lbásicos lque lpresentaremos la lcontinuación. l
Por luna lparte, les lpreciso ltener lun lconocimiento lcualitativo lprevio, lno lsolo lpara
lsaber lsi lexiste lo lno lel lanalito, lsino ltambién lotros lcomponentes len lla lmuestra lque lpueden
lcausar linterferencias len lla lseñal lanalítica, lque lserá lla lbase lde lla lcuantificación. lPor lotra
lparte, les lesencial lconocer lla lcomposición lcuantitativa lde lla lmuestra lpara lpoder labordar lel
lanálisis lestructural.
42
Apreciación lcrítica ly lsugerencias
Antes lde lentrar la lla lvolumetría lde lcomplejos, lse ldebe lestudiar lotros ltemas lque labarcan lde
lcomplejo. lComo lprimer ltema, ltenemos lque lestudiar lla lquímica lanalítica ly lluego lel lanálisis
lcuantitativo. lDespués, llos ldiferentes lmétodos lvolumétricos, lque ltiene lcuatro ltipos lde
ltitulaciones: lácido-base, lóxido-reducción, lprecipitación ly lvolumetría lde lcomplejo, lque les
lnuestro ltema lprincipal. l
La lrealidad les lque lesta lmateria lno lestá lplanteada len lla lprogramación lcurricular, lpor
llo lcual lel ldocente ly lla linstitución ldeberían lhacer lel lmayor lesfuerzo lpor lincluirla, lya lque lse
ltrata lde lun ltema lde lsuma limportancia, llo lcual lse lmuestra lde lforma lvivencial la ldiario lcuando
ltodos lutilizamos lel lagua. l
43
Referencias
Alva, lM. l(s.f). lQuimica lAnalitica. lRecuperado lde
lhttps://es.scribd.com/document/415665348/Texto-Digital-de-QA-2015-II
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44
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lInstrumental lAnalysis l(Tercera led.). lLondres: lLongman.
45
Apéndice(s)
Apéndice lN° l1 l– lDeterminaciones lVolumétricas lcon lEDTA
46
Apéndice lN.° l2 l– lIndicadores lmetalocrómicos l
47
Apéndice lN.° l3 l– lExpresión lde lresultados l
48
Apéndice lN.° l4 l– lDeterminación lde lla ldureza ldel lagua l
49
Apéndice ln.° l5 l– l lQuelato lmetal l– lEDTA l l