Determinación de mezclas alcalinas

Contenido
Laboratorio de Analítica: Determinación de hidróxido de sodio, bicarbonato y carbonato de sodio o mezclas posibles en una solución alcalina.
6. DETERMINACION DE NaOH, NaHCO3, Na2CO3 O MEZCLAS POSIBLES EN UNA SOLUCION ALCALINA.
6.1 OBJETIVOS
- Aplicar los principios de las volumetrías de neutralización en la determinación de NaOH, NaHCO3, Na2CO3 o mezclas posibles en una soluciónalcalina.
- Calcular el contenido de NaOH, NaHCO3, o Na2CO3 mezclas posibles en una solución alcalina.
- Calcular el error absoluto y el error relativo de los resultados de las muestras alcalinas.
6.2 ASPECTOS TEORICOS
6.2.1 Determinación de NaOH, NaHCO3, Na2CO3 o mezclas posibles en muestras alcalinas. Mediante volumetrías de neutralización se pueden cuantificar los componentes de una soluciónalcalina que contenga NaOH, NaHCO3,y Na2CO3, solo o combinados.
Solo pueden existir en cantidades apreciables de dos de los tres componentes, por cuanto el tercero se elimina por reacción entre ellos. Por lo anterior, una solución puede contener una mezcla de NaOH y Na2CO3 o de Na2CO3y NaHCO3. No pueden existir en solución NaOH y NaHCO3 porque reaccionan entre sí para dar Na2CO3 según lasiguiente reacción iónica:
OH- + HCO3-  CO3= + H2O
La cuantificación de estas sustancias se puede realizar mediante dos métodos.
El primer método permite determinar la composición alcalina de la muestra mediante dos titulaciones: una, con un indicador de viraje ácido como el metil naranja y la otra, con un indicador de viraje básico como la fenolftaleína.
El segundo método cuantifica mezclas de NaOHy Na2CO3 o de Na2CO3 y NaHCO3,adicionando BaCl2.
6.2.1.1 Determinación de la composición alcalina de la muestra mediante dos titulaciones.
La composición de la solución se calcula a partir de dos volúmenes relativos de ácido patrón necesarios para valorar volúmenes iguales de muestra con dos indicadores, uno que vire en medio ácido y otros que vire en medio básico.
Compuesto (s) en la muestraRelación entre VF y VM en la valoración de volúmenes iguales de muestra
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
NaOH, Na2CO3
Na2CO3, NaHCO3 VF = VM
VF = ½ VM
VF = 0; VM > 0
VF > ½ VM
VF < ½ VM
Si se llama VF al volumen del ácido necesario para el viraje con fenolftaleína y VM al volumen necesario para el viraje con metil naranja, la muestra contendrá los siguientes compuestos.
Las reacciones iónicas queocurren en la valoración de los componentes de la solución alcalina con HCl y los volúmenes relacionados con cada indicador, aparecen a continuación:
a. Si la muestra contiene NaOH
OH- + H+  H2O (VF = VM)
b. Si la muestra contiene Na2CO3
CO3= + H+  HCO3 - (VF)
HCO3- + H+  Na2CO3 (VM - VF)
c. Si la muestra contiene NaHCO3
HCO3- + H+  H2CO3 (VM)
d. Si la muestra contiene NaOH y Na2CO3.
OH-+ H+  H2O
CO3= + H+  HCO3 - *
El volumen gastado en las dos reacciones anteriores corresponde a VM - VF.
HCO3- * + H+  H2CO3 (VM - VF)
e. Si la muestra contiene Na2CO3 y NaHCO3
CO3= + H+  HCO3 - * (VM)
HCO3- + H+  H2CO3
HCO3- * + H+  H2CO3
El volumen gastado en las dos reacciones anteriores corresponde a VM - VF.
Los resultados en muestras formadas por uno solo de los compuestosalcalinos son exactos, pero para mezclas no, porque el punto final de la valoración de carbonatos en presencia de fenolftaleína es difuso. Se prefiere en este último caso, métodos específicos para mezclas.
6.2.1.2 Determinación de mezclas de NaOH y Na2CO3 con BaCl2. Se hacen dos valoraciones; en una de ellas se determinan los miliequivalentes totales usando un indicador de viraje ácido (VM); para laotra valoración se separa el carbonato de la solución agregando un exceso de BaCl2. El BaCO3 formado es una sal con solubilidad muy baja. La cuantificación de los hidróxidos se hace utilizando un indicador de viraje básico (VF). Las reacciones que ocurren son:
Alcalinidad total: OH- + H+  H2O
HCO3 - + H+  H2CO3
El volumen gastado en las dos reacciones corresponde a VM.
Hidróxidos: CO3 - +...