La Reacción Estequiometrica

Las técnicas espectrofotométricas nos permiten realizar diversos tipos de análisis cuantitativos, bien sea la determinación de la concentración de un metal, la cuantificación simultánea de dos componentes de una muestra, o la estimación del pKa de un indicador.

DETERMINACIÓN DE HIERRO

Un método excelente y muy sensible para la determinación del hierro se basa en la formación de un complejorojo-naranja de hierro (II) con o-fenantrolina. La o-fenantrolina es una base débil; en disolución ácida, la principal especie es el ión fenantrolina PhH +. Así, la reacción de formación del complejo se describe bien según la ecuación: Fe2+ + 3PhH+ → ← Fe (Ph)3 2+ + 3H+
La constante de equilibrio de esta reacción es de 2.5*106 a 25°C. La formación cuantitativa del complejo se observa en el margende pH comprendido entre 2 y 9. Se recomienda un pH próximo a 4 para evitar la precipitación de diversas sales de hierro como puede ser el fosfato.
Al utilizar o-fenantrolina para analizar el hierro, se añade un exceso de reductor a la disolución para mantener el hierro en el estado +2; para este fin sirve la hidroquinona así como el clorhidrato de hidroxilamina. Una vez formado el color delcomplejo es estable durante largos períodos de tiempo.
Determinados iones interfieren en el análisis del hierro, y por tanto, no interesan que estén presentes. Estos generalmente comprenden iones coloreados, la plata y el bismuto que precipitan con el reactivo y el cadmio, mercurio y zinc que forman complejos solubles incoloros con el reactivo y rebajan la intensidad del color. En ciertas condicionesel molibdeno, tungsteno, cobre, cobalto, níquel y estaño pueden también interferir. El experimento puede realizarse con un espectrofotómetro y el rango optimo se encuentra entre 500 y 520 nm.
Disoluciones especiales
Clorhidrato de hidroxilamina al 10%. Se disuelven 10 g de H2NOH. HCl en unos 100 mL de agua.
Buffer de pH 4 o-fenantrolina, 0.3% del monohidrato en agua. Se pueden agregar algunasgotas de ácido nítrico
diluido para ayudar a disolver la fenantrolina. Se guarda en un lugar oscuro. Se rechaza el reactivo cuando comience a tomar color. Disolución patrón de hierro de 0.1 mg de Fe/mL. Se disuelven 0.1400 g de FeSO4.(NH4)2.SO4. 6H2O, calidad reactivo para análisis en 50 mL de agua que contenga 1 mL de H2SO4 concentrado. Se pasa un matraz aforado y se diluye 200 mL exactamente.Preparación de la curva de calibración
Se coloca una alícuota de 2 mL de la disolución patrón de hierro en un vaso de precipitado y se agrega 2 mL de hidroxilamina. Se ajusta el pH de esta solución a 4 con un pHmetro, agregando solución buffer de pH 4 y ajustando con la ayuda de HCl o NaOH diluido. Se lleva cuantitativamente esta solución a un balón de 100 ml y se agrega 3 mL de la disolución dela ofenantrolina. Se diluye hasta la marca. Se limpian las cubetas del instrumento, se lava con la disolución del complejo y a continuación se llenan. Se lava y se llena la segunda cubeta con una disolución en blanco, que contiene todos los reactivos menos el hierro. Se secan con cuidado las paredes de la cubeta y se colocan en el instrumento. Se realiza un barrido de absorbancia en función de lalongitud de onda del patrón en contraste con la prueba del blanco. Se preparan tres patrones más, como mínimo, dentro del intervalo lineal del equipo y se traza la curva de calibración del instrumento.
Análisis de la muestra
Se pone en un vaso de precipitado una alícuota de 5 mL de la muestra, se ajusta el pH de esta solución de la misma manera como se llevó a cabo para preparar los patrones decurva de calibración. Se lleva cuantitativamente esta solución a un balón de 100 ml y se agrega 3 mL de la disolución de la o-fenantrolina y se enrasa y mide la absorbancia. Se repite el análisis, de ser necesario, utilizando cantidades de muestra que den una absorbancia dentro del intervalo de la curva de calibración.
Se calculan los miligramos de hierro por litro de disolución de la muestra....