Determinazione complessometrica del rame (II)


In questa relazione di laboratorio vedremo come si esegue la determinazione complessometrica del rame (II)

1. Scopo della determinazione

Lo scopo dell’esperienza è quello di valutare l'accuratezza del metodo complessometrico usato per la determinazione del Cu2+. Per far questo viene analizzata una soluzione a titolo noto di CuSO4.

2. Principio del metodo

Una soluzione ~ 0,01 M di sale sodico di EDTA viene standardizzata con ZnO impiegando come indicatore Nero Eriocromo T (NET). Tale standard titolato è poi usato per determinare l'esatta concentrazione di ione Cu2+ in una soluzione di CuSO4 a titolo noto, in questa seconda titolazione viene usato l'indicatore Muresside. In entrambe le determinazioni il pH è tamponato per aggiunta di Ammoniaca cosi da far avvenire le reazioni di formazione del complesso al pH ottimale.

3. Cenni teorici

3.1 Standardizzazione dell'EDTA

Il sale sodico dell'EDTA (Na2H2Y * 2 H2O) non è uno standard primario in quanto igroscopico, dunque, dopo aver preparato una soluzione ~ 0,01 M ed averla conservata in bottiglie di plastica, si procede alla standardizzazione con ZnO calcinato a 1000 °C.

L'ossido di Zinco pesato per la standardizzazione viene prima portato in soluzione per trattamento con HCl Conc.

ZnO + 2 HCl  ->  ZnCl2 + H2O

Dopo la solubilizzazione in HCl ed acqua, il pH viene aumentato per aggiunta di NH4OH fino a  superare il pH minimo operativo. In questa fase si nota prima la precipitazione dello Zinco in soluzione come idrossido e successivamente la sua ri-dissoluzione per formazione del complesso tetra-ammino zincato, importate per tenere lo Zinco in soluzione e dunque disponibile a reagire con titolante. Per tutto questo l' NH4OH è definito "agente complessante ausiliario".

Zn2+ + 2 OH-  <->  Zn(OH)2

Zn(OH)2 + 4 NH3 <->  Zn(NH3)4 2+ + 2 OH-

Un pH alcalino compreso tra 7 e 11 è indispensabile per permette all'indicatore NET di trovarsi in forma libera alla fine della standardizzazione e far apprezzare meglio il suo  viraggio.

Zn2+-NET (rosso-viola) + H2Y2-  <->  ZnY2- + 2 H+ + NET (blu-azzurro)                pH >7

L'aggiunta di NH4OH in presenza di HCl inoltre, porta alla formazione del tampone NH3/NH4+ utile a tamponare le variazioni di pH dovute alla deprotonazione del titolante.

Zn2+ + H2Y2-  <->  ZnY2- + 2 H+

Ricordiamo che gli indicatore metallocromici come il NET e la muresside formano complessi stabili coi metalli in soluzione, ma meno stabili di quelli che il titolante (EDTA) forma con gli stessi metalli. Cosicché quando tutto il metallo libero è stato complessato dal titolante, l'ultima quantità di metallo (che forma il complesso con l'indicatore) viene ceduta e si può notare la variazione cromatica.

3.2 Determinazione del Cu2+

Il CuSO4 è uno standard primario, dunque per pesata è possibile ottenere soluzioni a titolo noto. La reazione di complessazione del Cu2+ con l'EDTA e con l'indicatore sono molto simili a quelle descritte per lo Zinco.

Anche qui viene addizionato NH4OH per portare il pH al valore operativo, in seguito a questo si osserva la formazione del complesso cuproammoniacale di colore Blu.

Cu(OH)2  + 4 NH3  <->  [Cu(NH3)4](OH)2

L'indicatore usato in questa titolazione è la muresside che forma un complesso stabile col Cu2+ di colore giallo a pH 8-9. Dopo che tutto il Cu2+ libero viene complessato dal titolante, l'indicatore perde il metallo e si osserva la variazione cromatica da giallo a violetto intenso.

Cu2+-Muresside (giallo) + H2Y2-  <->  CuY2- + 2 H+ Muresside (rosso-viola)  pH=8-9

Durante la titolazione si ha la liberazione di ioni H+ neutralizzati dal pH basico.

Cu2+ + H2Y2-  <->  CuY2- + 2 H+

4. Materiale e strumentazione

  • Matraccio tarato da 250 mL
  • Becker da 100 mL, 600 mL
  • Bilancia analitica con sensibilità ± 0,0001 g
  • Buretta tarata da 50 mL
  • Barchette in plastica e bacchetta di vetro

5. Reattivi

  • Soluzione ~ 0,01 M di sale sodico di EDTA (Na2H2Y * 2 H2O)
  • Solfato di Rame pentaidrato ad elevato grado di purezza: CuSO4 * 5 H2O (P.M.= 249,68 g/mol)
  • HCl concentrato
  • NH4OH concentrato
  • Indicatori: Nero Eriocromo T (NET) ; Muresside

6. Procedimento

6.1 Standardizzazione dell'EDTA ~ 0,01 M con ZnO

Pesare  ~ 0,036 g di ZnO calcinato e tenuto in essiccatore annotando il peso fino alla quarta cifra decimale. Addizionare 5-10 gocce di HCl concentrato direttamente nel contenitore usato per la pesata. Dopo la dissoluzione dello standard lo si versa quantitativamente in un becker da 250 mL usando H2O e si diluisce fino a raggiungere un volume di circa 100 mL. Dunque si aggiunge NH4OH concentrato finche la soluzione non si presenta limpida e con un forte odore di ammoniaca.

Si addizionano pochi granelli di indicatore solido NET fino ad osservare una colorazione della soluzione debolmente rosso-viola e si procede alla titolazione utilizzando l'EDTA da standardizzare. Il punto di arresto è messo in evidenza dall'ultima variazione di colore dell'indicatore da rosso-viola a blu-azzurro.

Annotare il volume di titolante utilizzato e ripetere l'operazione 3-4 volte.

6.2 Preparazione della soluzione standard di Cu2+ ~ 0,01 M

Pesare accuratamente ~ 0,624 g di CuSO4 pentaidrato, scioglierli in acqua deionizzata e portarli ad un volume di 250 mL in un matraccio tarato.

Calcolare la concentrazione in mg/L di Cu2+ teorica della soluzione considerando la massa pesata.

6.3 Determinazione analitica del Cu2+

Prelevare volumi compresi tra 35 e 45 mL di soluzione di Cu2+ 0,01 M preparata precedentemente, addizionare 400 mL di acqua deionizzata e NH4OH fino a sentire un forte odore di ammoniaca.

Dunque aggiungere pochi granuli di indicatore muresside finchè si una osserva colorazione della soluzione grigio/blu. Titolare con EDTA 0,01 M standardizzato fino a viraggio da giallo a violetto intenso considerando l'ultima variazione di colore.

Annotare il volume di titolante utilizzato e ripetere l'operazione 3-4 volte.

7. Calcolo del Risultato

(scarica il file in pdf)

8. Presentazione dei risultati

In tabella vengono riportati i dati ottenuti per la determinazione della Molarità di EDTA:

#

Massa ZnO

(g)

V EDTA

(mL)

Molarità EDTA

(mol/L)

Valore medio (mol/L)

Dev.St

(mol/L)

1

0,0350

42,80

0,0100

0,0100

± 0,0001

2

0,0344

42,50

0,0099

3

0,0326

40,00

0,0100

La Concentrazione teorica di Cu2+ della soluzione standard, avendo pesato 0,6246 g in 250 mL, dovrebbe essere:

C teorica = 636 mg/L di Cu2+

  

La Concentrazione effettiva di Cu2+ dai dati della determinazione risulta essere:

#

V prelevato

(mL)

V titolante

(mL)

C effettiva

(mg/L)

Valore medio (mg/L)

Dev.St

(mg/L)

1

35,00

35,10

637,3

637

± 1

2

40,00

40,10

637,0

3

45,00

45,10

636,9

 

Il Recupero % è dunque del 100,2 %

Mentre l'Errore relativo % è + 0,2 %

9. Conclusioni

Dal valore di deviazione standard ottenuto sia per la standardizzazione del titolante che per la determinazione del Cu2+ si evince una elevata precisione dell'operatore, sono quindi esclusi errori di tipo casuale.

Il recupero ottenuto è quasi teorico (100,2%) e l'errore di + 0,2% riflette una elevata accuratezza del metodo.  Gli errori di tipo sistematico (strumentali, personali e del metodo) sono dunque minimi, ma presenti. Il segno positivo dell'errore può essere dovuto a: un errore del metodo, che permette di apprezzare il punto di arresto titolazione poco dopo il punto di equivalenza; un possibile errore di taratura della buretta, che eroga volumi superiori a quelli indicati; un mio errore personale nel percepire l'esatta variazione cromatica; una combinazione degli errori elencati.

Quanto hai trovato utili queste informazioni?

Valutazione attuale: 5 / 5

Stella attivaStella attivaStella attivaStella attivaStella attiva

 

Informazioni sull'autore

Google+

Orario accettazione campioni e consegna certificati:

Lun-Ven 16:00 - 19:30

Sabato 9:30 - 12:30

numero di telefono laboratorio analisi chimiche e microbiologiche sicilia

Vuoi essere ricontattato?

 

Su questo sito usiamo i cookies. Navigando accetti.