miércoles, 19 de noviembre de 2008

Analisis agricola - Volumetrías de neutralización.

Tema 10. Volumetrías de neutralización.

Volumetría de neutralización: Son aquellas en que la solución problema reacciona con la solución valorada, dando lugar a un proceso de neutralización.
Las volumetrías de neutralización o también llamadas valoraciones ácido-base, consiste en la determinación añadiendo una cantidad equivalente de lo contrario.
Una reacción de neutralización se produce al reaccionar un ácido (hidrogeniones H+) con una base (hidroxilos OH-) por formación de agua. El resultado puede ser neutro, ácido o básico.
H+ + OH- ⇆ H2O

Ácido: Especie que tiene tendencia a ceder un protón (H+) transformándose en una base.
Base: Especie que tienen tendencia a aceptar un protón transformándose en un ácido.
Dibujitos?↕
Por ácido-base conjugado: cuando se comporta como ácido cede protones y si hay una sustancia que se comporta como base, captura dichos protones.
Cuando un ácido pierde protones se convierte en su base conjugada y cuando una base captura protones se convierte en su ácido conjugado.

Autoionización del agua: Los iones que proceden de las moléculas de agua se forman como resultado de la naturaleza anfiprótica del agua; algunas moléculas de agua ceden H+ y otras las aceptan.
Dibujito
Fuerza de ácidos o bases: Mayor o menor tendencia de un ácido a ceder un protón y de una base a aceptar un protón.
Según el valor de la constante de acidez distinguiremos entre ácidos fuertes o ácidos débiles.
-Mayor fuerza de un ácido cuanto mayor es el valor de su Ka o cuanto menor sea el valor de su pKa.
-Menor fuerza de un ácido cuanto menor es el valor de su Ka o cuanto mayor sea el valor de su pKa.
Si un ácido es fuerte su base conjugada es débil.

Hidrólisis de sales:
Hidrólisis; reacción de los iones de una sal con el agua.
Sal; producto de reacción de un ácido con una base.

Tipos de hidrólisis: Según procedan de un ácido o base fuerte o débil. 4 tipos.
-Sales procedentes de ácido fuerte y base fuerte. Ej. NaCl
No se produce hidrólisis. Ambos muy débiles apenas reaccionan con el agua. Disolución neutra.

-Sales procedentes de ácido débil y base fuerte. Ej CH3COONa.
Se produce una hidrólisis básica. Como el CH3COO- es una base fuerte si reacciona. pH>7. Se hidroliza porque procede de un ácido débil y da una disolución básica.

-Sales procedentes de ácido fuerte y base débil, Ej NH4Cl.
Se produce hidrólisis ácida. Como el el un ácido NH4+ es relativamente fuerte y reacciona con el agua. pH<7. Se hidroliza porque procede de una base débil y la disolución es ácida.

-Sales procedentes de un ácido débil y base débil. Ej NH4CN.
Se hidrolizan tanto el catión NH4+ como el anión CN- y la disolución será ácida o básica según que ión se hidrolice en mayor grado.
Si Kh (catión) > Kh (anión) ➩ Disolución ácida.
Kh Si Kh (catión) < Kh (anión) ➩ Disolución básica.
Si Kh (catión) = Kh (anión) ➩ Disolución neutra.



Cálculo de la concentración de hidrogeniones (H+) y pH a partir de las constantes de ionización:
Dibujito

Teoría de las volumetrías de neutralización: Todo el cálculo de una volumetría de neutralización se funda en estudiar las variaciones de la concentración de hidrogeniones (H+) y el pH en el transcurso de una valoración.
dibujitol
Cuando se hace reaccionar un ácido y una base, en el punto de equivalencia se forma una sal;
-Si la sal No se hidroliza; pH teórico = pH real ➱ Fórmula anterior es correcta.
-Si la sal Sí se hidroliza; pH teórico ≠ pH real ➱ Hay que modificar la fórmula anterior.

Curvas de neutralización: Valoraciones ácido-base.
Volumetría de neutralización Na*Va =Nb*Vb
Normalidad desconocida Na = (Nb*Vb) / Va
Va = Volumen a, Na = Normalidad a.



Ejemplos de volumetrias……………………………………………………..

Definición de indicadores de neutralización. Son sustancias orgánicas de naturaleza ácida a básica con carácter débil, cuyas formas ácido-base conjugadas presentan coloraciones distintas, teniendo una transición de color perfectamente marcada desde una forma coloreada a otra coloreada distinta, para un intervalo de pH perfectamente definido y relativamente estrecho. En algunos indicadores el cambio ocurre a un valor de pH fijo, se llama punto de viraje.

Teoría del cambio de color:
-Teoría de Ostwald; el cambio de color de un indicador se debe únicamente a la ionización que presenta el mismo. De esta forma un indicador de naturaleza ácida en su forma ácida tendrá un color, y en forma de base conjugada tendrá otro color diferente y a la inversa con las bases.
Conclusión; Para soluciones ácidas se utilizan indicadores ácidos y para básicas indicadores básicos. Un indicador ácido en solución básica no cambiará nunca de color viceversa.
Objeciones; para ser indicador tienen que haber una ionización y además que haya un cambio en la estructura interna
EDTA-ZN; EDTA-MN = =QUELATOS

Indicadores mixtos: Con mucha frecuencia al indicador de una valoración se le suele adicionar un colorante cuya misión es la de reforzar el cambio de color del indicador. Este colorante es lo que se llama indicador mixto. El colorante adicionado no cambia de color con el pH, sino que su misión es sensibilizar en lo máximo el cambio de color.
Indicadores universales: Son una mezcla conveniente preparada de varios indicadores coloreados, de manera que esta mezcla sea capaz de dar un color perfectamente definido para una amplia gama de pH.
Indicador Bogen. Que se disuelve en 500 cm3 de alcohol.

Elección de un indicador para una valoración:
Método experimental; consiste en preparar concentraciones ácidas conocidas de tipo ácido y de tipo básico.
Método de cálculo; se calcula teóricamente el pH en el punto de equivalencia y se busca un indicador que vire en ese intervalo.
Método potenciométrico; se coge un volumen de la muestra problema y se mide el pH. Se añade un volumen de solución valorada y se mide. Vamos agregando poquito a poquito y midiendo para obtener una curva. Se observa y se elige el indicador que vire dentro del punto de equivalencia.

Aplicaciones de las volumetrías de neutralización:
Acidimetrías; son volumetrías de neutralización que consisten en la determinación de sustancias ácidas mediante el empleo de sustancias alcalinas valoradas.
Alcalimetrías; Son volumetrías de neutralización que consisten en la determinación de sustancias alcalinas mediante el empleo de sustancias ácidas valoradas.

Determinación del nitrógeno amoniacal:
Método del formol o formaldehído;
Método de destilación alcalina;
Dibujjos
Determinación del nitrógeno nítrico;
Método Devarda
Método ARND

Determinación del nitrógeno orgánico;
Método KJELDAHL.

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