Determinacion hierro

Práctica 4: Determinación de hierro en un mineral : aplicación de las valoraciones Redox.

1.-Introducción.
Los principales minerales de hierro son : la hematites, Fe2O3,de color rojo en masas terrosas(las más ricas en hierro) y, en forma cristalina, de color negro con reflejos rojizos; este último se llama oligisto. Las minas más importantes de hematites se encuentran en España (Cataluña),Bélgica, Alemania y Estados Unidos; la limonita, 3 Fe2O3.3 H2O, es un hidróxido de hierro que contiene, como máximo, el 60% del metal. Se distingue por su color amarillo y puede encontrarse en forma de estalactita o bien en forma terrosa . Hay importantes yacimientos de limonita en Francia, Alemania, Hungría y Estados Unidos; la magnetita, Fe3O4, un óxido doble de hierro de estructura cristalina, decolor pardo, con propiedades magnéticas; la siderita,FeCO3, de color blanco-amarillo, de estructura cristalina, que puede contener un 50 % de hierro. Se llama también hierro espático.
De entre los métodos analíticos existentes para la determinación de hierro en minerales, podemos destacar:

- Espectrometría de Absorción Atómica con Llama.
- Espectrometría de Emisión con Plasma deInducción, ICP.

Y algunos métodos más clásicos, tales como:

- Análisis gravimétrico, basado en la precipitación de Fe2O3 .
- Análisis volumétrico con KMnO4 o K2Cr2O7:

Tras poner en disolución el mineral de hierro, el metal quedará en disolución, fundamentalmente como Fe3+, que debe ser reducido previamente a Fe2+ para luego proceder a su valoración con el agente oxidante. Esto se consigue,habitualmente con una disolución de Sn2+ . La reacción de oxidación del hierro ferroso, Fe2+, con el KMnO4 ocurre suave y rápidamente hasta completarse. Sin embargo, en presencia de HCl se obtienen resultados altos debido a la oxidación del anión Cl- por el permanganato.
Esta adversidad se puede solventar utilizando K2Cr2O7 como agente valorante, ya que cantidades moderadas de HCl no afectan a laexactitud de la valoración.

2.- Fundamento y determinación.

2.1.- Se pesan 3 muestras del mineral de hierro finamente pulverizado y seco ( de aproximadamente 0.1000 g cada una) en 3 vidrios de reloj. Se transvasan estas muestras del mineral a 3 matraces erlenmeyer y se atacan con 25 mL de HCl concentrado, a temperatura moderada hasta que el mineral se disuelva(esto puede tardar unos 15minutos ). La velocidad del ataque del mineral de hierro con HCl concentrado aumenta significativamente en presencia de una pequeña cantidad de cloruro de Sn(II), aproximadamente unas 5 gotas de la disolución de SnCl2.2 H2O de concentración aproximada 0.7 M. En este punto, el único residuo debe ser un sólido blanco de sílice, si bien algunas menas de hierro que contienen silicatos, no se descomponentotalmente con HCl concentrado, lo cual se evidencia por un residuo oscuro que permanece tras un tratamiento prolongado por el ácido. La puesta en disolución de este residuo de silicatos requiere una disgregación con Na2CO3, que no es el objeto de esta práctica. Una vez puesta la muestra en disolución, todo el hierro estará, fundamentalmente, como Fe3+.

La reacción de valoración que vamos autilizar viene dada por la ecuación:

6 Fe2+ + Cr2O72- + 14 H+  6Fe3+ + 2 Cr3+ + 7 H2O

Por lo tanto, se hace necesaria una etapa de prerreducción del Fe3+ a Fe2+.

2.2- El más satisfactorio de todos los reductores para este objetivo es el cloruro estannoso:

2 Fe3+ + Sn2+  2 Fe2+ + Sn4+

Al matraz que contiene la disolución del mineral dehierro se añaden 5 mL de HCl concentrado y se calienta hasta casi ebullición.
Se añade gota a gota y agitando disolución recientemente preparada de cloruro estannoso (150 g de SnCl2.2H2O disueltos en HCl 6 M (1:2) llevados con HCl 6 M a 1000mL) hasta desaparición del color amarillo más 1-2 gotas en exceso de disolución de cloruro estannoso.

2.3- Eliminación del exceso de reductor.Se enfría...