Determinación gravimétrica de calcio como CaC2O4

Determinación gravimétrica de calcio como CaC2O4. H2O
Un experimento tratable y económico para laboratorio de análisis cuantitativo para estudiantes universitarios.
Charles H. Henrickson
Universidad Occidental de Kentucky
Bowling Green, 42101
Paul R. Robinson
Universidad de Illinois
Urbana, 61801


La determinación gravimétrica de calcio en muestras de carbonato de calcio ha servido como unatractivo reemplazo para la determinación gravimétrica de cloruro como cloruro de plata y níquel como dimetilglioximato. Una clase de 249 estudiantes de primer año de química de las grandes ligas de la Universidad de Illinois llevo a cabo el análisis usando veinticinco muestras diferentes de carbonato de calcio obtenidas a través de Thorn Smith, 1023 Troy Court, Troy, Michigan 48084. Las muestrasvariaron un 20 – 40% en contenido de calcio. La exactitud obtenida por estos estudiantes es representada en la figura en términos de frecuencia contra porcentaje de error relativo.
El procedimiento usado estuvo basado en un análisis originalmente descrito por Ingols y Murray (R. S. Ingols y P.E. Murray, Química Analítica, 21, 525, 1949). En resumen, Las muestras de carbonato secadas y pesadasfueron disueltas en HCl. Luego fue añadida la urea sólida y el (NH₄)₂C₂O₄ acidificado, y la urea fue hidrolizada a casi cerca de 90°C para generar lenta y homogéneamente el ion oxalato (Véase las ecuaciones 1 a 4). El oxalato de calcio resultante fue filtrado mientras aún estaba caliente en crisoles de vidrio sinterizados y tarados, luego fue lavado con agua y luego con acetona, y secado por 60 mina 105 °C.
CaCO3 + 2Hᶧ→Caᶧ² + H₂O + CO₂ (Ecuación 1)
(NH₂)₂CO + H₂O 2NH₃ + CO₂ (Ecuación 2)
2NH₃ + H₂C₂O₄ → 2NH₄ + C₂O₄⁼ (Ecuación 3)
Ca ᶧ² + C₂o₄⁼ + H₂O →CaC₂O₄.H₂O (Ecuación 4)
Experimento:
Las instrucciones dadas a los estudiantes son resumidas como sigue (C. H. Henrickson, S. Zumdahl y G. P. Haight Jr., “Una introducción a sistemas químicos en elLaboratorio”, editorial Stipes Co., Champaign, Illinois, III, 1977, pp. 113 – 120)
El análisis es llevado a cabo en duplica con el valor promedio reportado como el resultado.
La muestra impura de carbonato de calcio debe ser secada por una hora a 110°C antes de usarla. Dos crisoles de vidrio sinterizado limpios deben ser claramente etiquetados con lápices, entonces, lleve a peso constante secando a 110°C.(Nota 1). Enfrié, a temperatura ambiente en el desecador por alrededor de 30 minutos y entonces pese los crisoles. Guarde los crisoles tarados (previamente pesados) en un beaker cubierto hasta que se necesiten.
En cada uno de los dos beakers de 250 ml, ponga unos 0.35 a 0.38 g de muestra del carbonato de calcio desconocido y registre la masa de la muestra a las decimas de miligramos.
A cadamuestra añada 100 ml de agua destilada y lentamente adicione 6.0 ml de HCl 6 M así como agita la solución para disolver la muestra (Ecuación 1). Una vez la muestra esta disuelta, revise el pH de la solución usando una varilla de agitación limpia y remueva una gotita y tópela a una pieza de papel pH. Si el pH es más alto que pH 1, disminuya el pH por lo menos a 1 por la adición de una gota o dos de HCl6M (Nota 2). A partir de este punto, cada solución debe ser tratada individualmente.
Añada 4 -5 gotas del indicador rojo de metilo y mezcle la solución por agitación. La solución debe estar roja a este punto. Entonces añada 20 ml de una solución saturada de oxalato de amonio (La cual contiene 1.0 ml de HCl 6M) (Nota 3). Añada 15 g de urea sólida. Agite la solución para disolver la urea (Nota 4).Cubra el beaker con un vidrio reloj limpio y caliente la solución casi a ebullición. Manténgalo ahí (nota 5) hasta que el color del indicador de rojo de metilo cambie de rojo a amarillo (Nota 6), el cual indica un pH alrededor de 6. Esto debe requerir de 25 a 35 minutos. La formación de los cristales de CaC₂O₄. H₂O se completara a este punto. Enjuague la condensación del vidrio reloj en un beaker...