TRABAJO PRCTICO N 2:

TRABAJO PRCTICO N 1:

SENSIBILIDAD Y SELECTIVIDAD QUMICA

OBJETIVO GENERAL: Introducir al alumno al campo de la qumica analtica, tanto en lo que sea algn aspecto terico, como tambin en tcnicas comunes de laboratorio. En lo conceptual se profundizar en el uso y aplicacin de reactivos en el anlisis cualitativo. Esencialmente se busca poder cumplir con la mxima de I.M. Kolthoff que dijera: La teora gua, la experimentacin decide.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Verificar la sensibilidad comparando el Lmite de Identificacin de dos mtodos y de diferentes soportes en la deteccin de un analito.

Efectuar una pequea marcha analtica, utilizando reactivos que cumplan las condiciones para actuar como reactivos de tipo general, selectivo o especfico.

PARTE A:

SENSIBILIDAD DE LOS METODOS DE ANALISIS.

Fundamentos tericos:

La sensibilidad o lmite de identificacin de una sustancia es la mnima cantidad de esa sustancia, expresada en gama (() o microgramos, que es capaz de ser revelada o se pone en evidencia por un reactivo en un ensayo o tcnica. Debe tenerse en cuenta cada tipo de ensayo o tcnica que usa volmenes normalizados predeterminados, con lo que desaparece la incertidumbre de la concentracin.

INTERFERENCIAS: La aplicacin de la sensibilidad en la prctica resulta difcil, pues la sustancia a investigar presenta interferencias capaces de desorientarnos en la reaccin. Las interferencias pueden ser de tres tipos:

a.- Positivas: cuando la sustancia extraa que acompaa a la que se investiga reacciona con el reactivo, produciendo una reaccin cuyos resultados sin similares a los que produce dicho reactivo con la sustancia problema.

b.- Negativas: cuando la reaccin es retardada o inhibida por las sustancias que acompaan a la sustancia problema.

c.- Enmascaramiento: Se interfiere a aquellas sustancias que estando presentes en la solucin problema, ya sea porque son coloreadas o porque reaccionan con el mismo reactivo que la sustancia principal produciendo precipitados o productos coloreados, enmascaran la reaccin impidiendo su visualizacin en forma inequvoca.

ENSAYO EN BLANCO: Se realiza siguiendo exactamente la tcnica para una reaccin, sustituyendo la solucin problema por agua destilada. Sirve para comprobar la pureza de un reactivo pues en caso de dar resultado positivo, quiere decir que el mismo est impurificado por la sustancia que se investiga, y que en aquellos casos que se investiga con un reactivo coloreado, sirve como trmino de comparacin para informar la positividad de una reaccin. Tambin puede utilizarse para comprobar la limpieza del material utilizado.

ENSAYO TESTIGO: En este caso la reaccin se efecta de igual modo pero utilizando una solucin que contenga nicamente una cantidad conocida del analito investigado. Se usa habitualmente para constatar el buen estado de conservacin del reactivo, pues diversas condiciones ambientales pueden alterarlo impidiendo la visualizacin de la reaccin, pero tambin sirve como trmino de comparacin, especialmente si se tiene poca experiencia en la reaccin utilizada.

CONCENTRACIN LMITE: Es una forma mas completa de expresar la sensibilidad pues toma en cuenta un factor muy importante como es la concentracin. Se define como la cantidad (masa) mnima de una especie expresada en gramos que es apreciable por unidad de volumen, expresada en mililitro. D = CL = . Masa . = . gramos . Volumen mLMuestra:

Solucin que contiene Fe+3; tambin se usar una solucin de Fe+2 recientemente preparada.

Material necesario:

Ferrocianuro de potasio al 10% Sulfocianuro de potasio al 1% Solucin testigo de Fe3+

Solucin testigo de Fe2+

Papel de filtro Placa de toqueTubos de ensayo de 15 mL

Tubos de ensayo de 5 mL GoterosGradillas

Pipetas de 1, 2, 5 y 10 mLProcedimiento:

CONDICIONES GENERALES:

El material debe estar escrupulosamente limpio

Mediciones: se debe ser meticuloso al hacer las diluciones

La concentracin del reactivo ser conocida y constante. La concentracin del problema ser conocida y disminuir progresivamente. Los volmenes de reactivo y problema sern los indicados en la tcnica de reconocimiento.

El tiempo que se tomar como lmite mximo de reaccin positiva ser de dos minutos.

DILUCIONES:

Para cada analito se harn diluciones sucesivas 1/10 o 1/5 segn indique el docente, de forma de tener p. ej a.- 1:1 (soluc. original); b.- 1/10; c.- 1/100; 1/1000; etc. Rotular los tubos que contengan las distintas diluciones. Tomar de cada uno de ellos el volumen adecuado, colocarlo en el soporte correspondiente, y agregar el reactivo de identificacin segn se indica en la tcnica operatoria.

Mezclar y leer dentro de los dos minutos.

Una vez determinada cual es la ltima dilucin positiva, realizar a partir de sta dilucines intermedias (p. ej. al 1:2 y 1:5), de tal forma que si la ltima dilucin positiva fue 1/100 se repetir la reaccin con estas ltimas (1/200 y 1/500 ).

1.- Fe con Sulfocianuro de potasio:

Una gota de la solucin a probar se mezcla en una placa para reacciones a la gota, con una solucin de KSCN al 1%. Aparece un color rojo mas o menos intenso en presencia de Fe(III).

La extraccin con tributilamina y acetato de amilo da una sensibilidad mayor (Li=0.057(g de Fe).

Las sales de Co, Ni, Cr y Cu reducen la sensibilidad de la prueba para el hierro debido al color de sus iones o de sus productos de reaccin con el sulfocianuro. Sin embargo, 1.25(g de Fe pueden ser identificados en presencia de 320 veces la cantidad de Co o de Cr; y 0.025(g de Fe en presencia de 640 veces la cantidad de Ni o de Co.

2.- Fe con Ferrocianuro de potasio:

Esta prueba se puede efectuar colocando una gota de la solucin por probar y una gota del reactivo sobre papel de filtro o sobre una placa para reaccione a la gota utilizando una concentracin de ferrocianuro de potasio al 10%. Aparece un color azul.

Esta reaccin del azul de prusia (ferrocianuro frrico) puede ser enmascarada o completamente impedida en presencia de grande proporciones de otras sales metlicas que dan precipitados coloreados con el ferrocianuro de potasio o que forman complejos con el in Fe(III), por ej. Fluoruros, oxalatos, etc.

Si el color de la reaccin es muy dbil, ello puede deberse a una baja concentracin e Fe en la muestra o a que la forma presente del hierro sea ferrosa; en este ltimo caso, se oxida previamente la gota colocada en una placa de toque, con un cristal de persulfato potsico. La aparicin de un precipitado azul indica hierro (en grandes cantidades).

RESULTADOS: Exprese los resultados de la experiencia mediante un cuadro tipo:Reaccin de identificacin de........................... con ................ y soporte.............(1)(2)(3)(4)(5)(6)

(1) concentracin del analito, expresada de manera decreciente, o tipo de dilucin efectuada.

(2) Volumen utilizado

(3) Resultado de la reaccin (+) o (-)

(4) Concentracin lmite expresada e g/ml

(5) Lmite de identificacin expresada en gammas

(6) Observaciones

PARTE B:

REACTIVOS Y TCNICAS DE ANLISIS CUALITATIVO - IDENTIFICACIN DE CATIONES

Fundamento:

Frente a los catines Al3+ y Fe3+, el amonaco acta como reactivo general. Si ambos estn mezclados nos basaremos en el anfoterismo del Al (OH)3 para separar dichas especies.

Muestra:

Solucin desconocida que puede contener cationes aluminio, cationes frricos o ambos cationes en forma simultnea

Material necesario:

Amonaco 2MAmonaco conc.Cloruro de amonio (solido)

Na(OH) 1MReactivo de alizarina SHCl conc.

Acido actico 0.2NFerrocianuro de potasioSulfocianuro de potasio 0.5N

Solucin testigo de Al3+Solucin testigo de Fe3+ Tubos de centrfuga Papel de filtroPapel de tornasol azulPapel de tornasol rojoVarilla de vidrioEsptulaPlaca de toqueGoteros Pipetas de 1, 2, 5 mLGradillasOlla Mechero

Vaso de precipitadoVidrio de relojPinza de maderaProcedimiento:

En primer trmino hacer en la muestra problema, sin separaciones previas, el reconocimiento del Fe y Al con el reactivo Alizarina S, como se describe mas adelante. Paralelamente hacer ensayos testigo con el mismo reactivo, para enfrentarse con la complicacin respectiva.

En un tubo de centrfuga colocar 2ml de muestra. Tomar el pH con papel tornasol rojo de la siguiente manera: tomar una gota de la solucin a ensayar con una varilla y tomar un trocito de papel indicador colocando sobre papel blanco y limpio, y sobre vidrio de reloj. Observar el color.

Se agrega gota a gota amonaco 2m agitando luego de agregar a cada uno de ellas, se toma el pH del lquido homogeneizado a cada paso hasta lograr un pH alcalino. Se agregan algunos cristales de cloruro de amonio. Se calienta suavemente a bao Mara, se raspan las paredes del tubo para favorecer la precipitacin. Enfriar completamente el agua, o colocar el tubo bajo chorro de agua corriente, Centrifugar, previo equilibrio de los tubos. Como resultado queda un sedimento culote en el fondo del tubo y un lquido sobrenadante. Separar este ltimo trasvasndolo a otro tubo.

Verificar precipitacin completa agregando al sobrenadante una gota de amonaco 2M; si precipita unir con el precipitado anterior. En caso contrario desecharlo.

Lavar dos veces consecutivas el precipitado para lo cual se debe preparar un lquido de lavado de la siguiente constitucin: 2 ml de agua destilada + 4 gotas de amonaco 2M + cristales de cloruro de amonioEl lavado consiste en agregar al culote aproximadamente 1 ml del lquido de lavado, agitar vigorosamente para resuspender el precipitado, calentar a bao de Mara, luego enfriar bajo el chorro de agua corriente, y finalmente centrifugar, y se descarta el sobrenadante. Repetir el proceso de lavado descartando el sobrenadante.

Al precipitado se le agrega 1ml de NaOH 1M. Agitar con la varilla de modo de resuspender el precipitado. Calentar a bao Mara, enfriar y luego centrifugar dos minutos. Transferir el lquido y reservar el residuo. Al tubo que contiene el sobrenadante se le agrega cido actico diluido hasta llegar a acidez. Comprobar con el papel tornasol.

Reacciones de identificacin:

En el sobrenadante se investigar tanto la presencia de aluminio como la de hierro, para evaluar la perfeccin de la separacin.

Identificacin de aluminio: En un papel de filtro de 4 x 4 cm. como soporte, se coloca una gota de la solucin problema, secar arrimando a una llama sin quemar y luego otra gota repitiendo la operacin. Agregar una gota de alizarina S sobre la anterior y exponerlos a los vapores de NH3 concentrado; si se observa un color rojo ladrillo se indica la presencia de aluminio.

Paralelamente se debe realizar un ensayo en blanco debido a que la alizarina tiene color propio. Se realiza de manera similar al anterior, reemplazando la solucin problema por agua destilada. En caso de duda lavar el papel de filtro que contiene la reaccin de la muestra problema con AcH 0,2 N, a fin de arrastrar la alizarina libre.

Identificacin del Fe en la solucin de Al: para determinar Fe en un medio con abundante aluminio, se coloca en un tubo de ensayo dos gotas de la solucin problema mas una gota de HCI 0,5 N ms cuatro gotas de KSCN 0,5 N. Color rojo indica Fe

Identificacin del Fe+++ en el precipitado: Sobre el precipitado se agrega gota a gota HCI conc. y se calienta a bao mara, hasta disolucin. Enfriar y diluir con 2 ml de agua destilada. Sobre una placa de toque colocar una gota de la solucin y agregar una gota de K4 [Fe(CN)6] .El color azul indica Fe+++

Al igual que en el caso de la identificacin del aluminio, es conveniente realizar en cada cas una prueba testigo y una en blanco para comparar.

Nota: Adems de las indicaciones generales respecto a los informes, ya descrito con anterioridad, el informe del TP debe incluir un cuadro a modo de resumen de los resultados obtenidos de las reacciones de identificacin, tanto sobre la solucin sin tratar, blanco, solucin testigo y muestra tratada; ste servir de punto de partida para la elaboracin de la conclusin.

Cuestionario:

Sobre la experiencia descripta sealar:

1.- Nombre de cada una de las tcnicas aplicadas y propiedades usadas en la separacin.

2.- Ecuaciones qumicas de las diferentes reacciones involucradas.

3.- Cul es el reactivo general?

4.- Si se emple un reactivo selectivo, cul es?

5.- Reactivos de identificacin empleados.

6- Finalidad perseguida con el ensayo en blanco y con un ensayo testigo.7.- Seale ejemplos de reacciones en las que se presenten interferencias positivas, negativas y de enmascaramiento.