Titulacion redox

Laboratorio Química Analítica-Quim3026 Por: Rolando Oyola@2010 UPR-Humacao

Versión 3.5

Titulación de oxidación-reducción: análisis de hierro en un mineral I. Introducción El hierro en yacimientos se halla presente en diferentes formas y estados de oxidación. Los minerales más comunes son: hematita (Fe 2O 3), limonita (3Fe 2O 3•3H 2O) y magnetita (Fe 3O 4). Estas formas moleculares contienenhierro en estado divalente (ferroso, Fe 2+) y trivalente (férrico, Fe 3+). Al disolver estos minerales en ácido concentrado, ambos estados de oxidación coexisten en equilibrio. La determinación de hierro mediante una titulación oxidación-reducción (redox) requiere el convertir todo el hierro a un estado de oxidación antes de titularlo con una solución valorada de un agente oxidante o reductor. Eneste experimento se determinará el hierro contenido en una muestra mineral por titulación volumétrica de redox. El análisis consiste en tres pasos fundamentales; disolver el sólido mineral con ácido, reducir todo el hierro en la muestra al ión ferroso y titular el ión ferroso con una solución valorada del agente oxidante dicromato de potasio (K 2Cr 2O 7). El primer y segundo paso del análisis esla disolución del sólido con ácido concentrado y la reducción. Estos pasos se pueden representar por la ecuación (1):

(1)
La disolución del sólido se lleva a cabo mediante la adición de HCl a la muestra del sólido mineral, el cual es insoluble en agua. La solución resultante posee un color amarillo claro, característico de iones de hierro. El paso de reducción del ión férrico a ferroso selleva a cabo mediante la adición de cloruro estaño (II) (SnCl2) a la solución del sólido. El proceso de reducción se puede identificar mediante el color de la solución. El ión Sn 4+, el producto de la reacción 1, le imparte un color verde a la solución. Por lo tanto, es fácil determinar que especie domina en solución durante el proceso de reducción. Sin embargo, el tener el ión de Sn 2+ como productoen exceso en la reacción (1) nos presenta un problema químico para el tercer paso del análisis. Si no se elimina el ión de Sn 2+ de la solución, el tercer paso induce la oxidación de este ión a Sn 4+ al titular con dicromato de potasio como agente oxidante. Este factor induce un error positivo en el volumen de la titulación dando un porciento mayor que el real para el desconocido. Para eliminareste factor se le añade cloruro mercurio (II) (HgCl2) a la solución para llevar a cabo la oxidación del ión Sn 2+ de acuerdo a la ecuación (2).

(2)
El sólido cloruro mercurio (I) es color blanco lo cual nos ayuda en determinar sí hemos oxidado el ión Sn . Finalmente, justo antes de la titulación se añade a la solución ácido fosfórico (H 3PO 4) y ácido sulfúrico (H 2SO 4). El H 3PO 4 causa unaumento en la capacidad reductora de la media reacción de oxidación de titulación (Fe 2+/Fe 3+) mientras que el H 2SO 4 aumenta la capacidad oxidante de la media reacción de reducción de titulación (Cr 2O 72-/Cr 3+). En este experimento usted determinará la concentración de hierro en un sólido mineral por titulación redox basada en la ecuación (3).
2+

(3)
El punto final de la titulación estarádado por el uso de un indicador redox. El indicador es ácido difenilaminosulfónico (ADAS) el cual nos brinda un cambio en color de verde a violeta. La titulación también se puede llevar cabo mediante medidas de potencial (potenciometría) usando un electrodo de platino y uno saturado de Calomel sirviendo como electrodo indicador y referencia, respectivamente. Sí la titulación se lleva cabo porpotenciometría, el análisis cuantitativo se puede llevar a cabo mediante análisis gráfico de la primera y segunda derivada como en el experimento de titulación potenciométrica en un análisis de mezclas de ácidos. II. Objetivo: Determinar la concentración de hierro en una muestra de un sólido mineral desconocido. por titulación redox con dicromato de potasio (agente oxidante). En este experimento se...