Desarrollo:
Curva de valoración complejométrica.
La forma en que se obtienen las curvas de valoración complejométricas no difiere fundamental de la forma empleada para las valoraciones por neutralización o por precipitación sin embargo ahora se busca entender la variación de la concentración del ión metálico el cual se valora y está expresado como en tanto se añade un volumen de manera creciente de un patrón de EDTA.Na2. Por tanto, una curva de valoración complejométrica tiene tres etapas que tipifican a todas las curvas de valoración.
Ilustración 1 Zonas de la curva de valoración complejométrica.
Antes del punto de equivalencia.
Antes del punto de equivalencia existe un exceso del catión que no ha reaccionado con EDTA y su concentración es por tanto igual a la concentración del metal que no ha reaccionado con el valorante y se puede calcular a partir de la siguiente ecuación:
Esta ecuación se usa para calcular la antes del punto de equivalencia,
es el volumen total del metal,
es el volumen añadido hasta ese momento del EDTA. (Bracamontes, Luna, & Jimenez, 2012)
En el punto de equivalencia.
En el punto de equivalencia existe exactamente tanto EDTA como ión metálico en la solución. Esta última puede tratarse como si fuera el resultado de la disolución de puro. En el equilibrio se presenta una ligera disociación de
que genera una pequeña cantidad de
.
Donde es una constante condicional que se utiliza para determinar cuál es la verdadera concentración del
, esto debido a que la cantidad de
que es el complejo, varía dependiendo del pH de la solución y puede calcularse con la siguiente ecuación:
Donde es la constante de formación del complejo y
es fracción de la especie
del EDTA, con la que se forma el complejo de interés la cual se puede calcular con la ecuación:
Como se presenta un equilibrio y la concentración del es pequeña se utiliza la siguiente ecuación para calcularla:
Después del punto de equivalencia.
Después del punto de equivalencia el EDTA se encuentra en exceso y todo el ión metálico se encuentra en la forma . La concentración del
sigue regida por la ecuación
, solo que la concentración del EDTA se calcularía con la siguiente ecuación:
Los anteriores principios se pueden emplear para elaborar una curva de valoración de un ión metálico con EDTA en una disolución a un pH fijo. (Bracamontes, Luna, & Jimenez, 2012)
Ejemplo de curva de titulación.
Como ejemplo podríamos poner la curva de titulación de 0.01M con una solución de EDTA con un pH de 12 (Iñón, 2017)
Para ello tendremos los siguientes datos:
·
· No hay reacciones laterales y
)
· Coordenadas de :
· Coordenadas de :
o
Ilustración 2 curva de titulación de 0.01M con una solución de EDTA con un pH de 12 (Iñón, 2017)
Métodos de detección del punto final.
Existen tres métodos los cuales se consideran como los clásicos de Mohr, Volhard y Fajans, estos se realizan usando indicadores coloreados. En general estos métodos emplean ión plata como el agente valorante, y la detección del punto final se realiza mediante la formación de un precipitado coloreado o de un color homogéneo.
Método de Mohr.
En este método usualmente se usa el cromato de potasio como indicador en las determinaciones de iones cloruro, bromuro y cianuro. El punto final se determina por la primera formación de un precipitado de color rojo anaranjado de cromato de plata el cual aparece cuando la precipitación de la sal de plata se completa.
Dado que el cloruro de plata es menos soluble que el cromato de plata; este último no puede formarse de modo permanente en la mezcla hasta que la precipitación del ión como AgCl haya reducido la concentración de este hasta un valor muy pequeño.
El método de Mohr se usa para determinar cantidades diversas de cloruros, incluso en aguas, siendo el punto final más acusado si se opera bajo luz amarilla. Este método es aplicable solamente a disoluciones con un pH comprendido entre 7 y 10, ya que el ión cromato es la base conjugada del ácido crómico y, por consiguiente, en disoluciones más acidas, la concentración de ión cromato es demasiado baja para que se forme el precipitado en el punto de equivalencia.
Las valoraciones de bromuro mediante el método de Mohr son satisfactorias, sin embargo, las valoraciones que incluyan yoduros o tiocianatos no pueden ser valoradas por este método, dado que tienen una excesiva absorción de estos aniones sobre los precipitados de sus respectivas sales de plata. (Grau Ríos)
Método de Fajans.
Este método está basado en la utilización de los indicadores de adsorción[1], estos son compuesto orgánicos que tienden a adsorberse sobre la superficie del sólido durante la valoración por precipitación. Teóricamente la adsorción o desorción, ocurre cerca del punto de equivalencia dando como resultado, no solo un cambio de color sino también, la transferencia de color desde la disolución hacia el sólido o viceversa.
Fajans y sus colaboradores descubrieron que algunos iones orgánicos son fuertemente adsorbidos sobre ciertos precipitados, dando lugar a un cambio de color que permite determinar el punto final de una valoración por precipitación. (Grau Ríos)
Problemas que involucren reacciones REDOX.
La reacciones REDOX o también conocidas como óxido y reducción nos ayudan a entender cómo se lleva a cabo algunos procesos y cómo es que se encuentran tan presentes en la contaminación del ambiente causando gran daño al ser humano, ya que estamos rodeadas de diferentes reacciones que ocurren en nuestro ambiente como es el caso de la lluvia ácida, radiación ultravioleta, la fotólisis, la destrucción de la capa de ozono, etc.
Lluvia acida.
Esta es una de las consecuencias que se sufre a causa de la contaminación atmosférica. Esto genera por la quema de combustibles la cual genera diversos químicos los cuales son liberados al medio ambiente. Por ejemplo, el humo de las fábricas, el humo proveniente de un incendio o el que genera un automóvil, estos no solo contienen partículas de color gris (las cuales pueden ser visibles fácilmente) sino que también poseen una gran cantidad de gases los cuales son altamente perjudiciales para el medio ambiente. (Bolonia, 2007)
La lluvia acida es la combinación de diversos químicos tales como los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre.
Al llover, el agua de lluvia disuelve gases de la atmósfera, como el dióxido de carbono, , con la formación de un ácido débil como el ácido carbónico:
A su vez, el ácido carbónico se ioniza en medio acuoso:
Por consiguiente, el término “lluvia acida” es aplicado cuando el pH de la lluvia es menor a 5.6. El pH del agua pura es de 7, pero al recibir todos los compuestos que quedan suspendidos en la atmósfera productos de la contaminación atmosférica causa que la lluvia se acidifique, causando que el óxido de nitrógeno y el azufre generen una reacción con el agua formando sus respectivos ácidos. (Zita)
Fenómeno de óxido reducción en el suelo.
El potencial redox del suelo se denomina debido a la capacidad reductora u oxidativa del mismo. Este se encuentra estrechamente vinculado con la aireación del sistema edáfico, así mismo del pH, dado que estos dos factores contribuyen a la generación de actividad microbiana, así como las reacciones que se generan en el suelo.
El agua es uno de los principales influyentes en dichos procesos dado que está modifica la distribución del aire en el suelo y por ello la difusión del y la concentración de
. La principal materia reductora del suelo, bajo un buen drenaje es la materia orgánica ya que está suele incorporar de forma reducila en los aportes de la biomasa y la necromasa. Además, el metabolismo del suelo tiende a la oxidación a través de la intervención de otros elementos que pasan así a formas aún más reducidas. También el oxígeno es el principal agente oxidante. (Ibañez, 2008)
La combustión, otro ejemplo de óxido reducción.
La combustión es un tipo de reacción redox, dado que el material combustible es combinado con el oxígeno del aire y este forma otros productos tales como el dióxido de carbono y un desprendimiento de energía produciéndose una reacción exotérmica.
Un ejemplo típico de esta reacción sería la del carbono con el oxígeno:
En esta reacción el carbono es el que le cede electrones al oxígeno. Por tanto, el carbono se oxida y su número de oxidación cambia de 0 a +4 (dado a que cede 4 electrones) entonces el oxígeno se reduce pasando su número de oxidación de 0 a -2 (ganando electrones). (2.1. Reacciones de óxido reducción)
Esto lo podemos ver en la combustión del butano:
Conclusiones.
Las reacciones redox son de vital importancia en el medio ambiente, dado que afectan a una gran variedad de procesos bioquímicos. La contaminación tanto en aire, agua y suelo están estrechamente relacionadas entre si, los contaminantes son emitidos por las fuentes de emisión tanto naturales como artificiales, ambas influyen en las reacciones de óxido reducción medioambiental.
Referencias
Bolonia, C. (25 de octubre de 2007). LaReserva.com. Recuperado el 11 de noviembre de 2019, de https://www.lareserva.com/lluvia_acida
Bracamontes, D., Luna, S., & Jimenez, J. A. (30 de noviembre de 2012). Graficación de curvas de valoraciones complejométricas y diagrama de distribución de especies del EDTA, usando el enfoque de la programacion estructurada. Entre Ciencia e Ingeniería, 6(12), 42 - 49. Recuperado el 11 de noviembre de 2019, de https://www.researchgate.net/publication/258883532_Graficacion_de_curvas_de_valoraciones_complejometricas_y_diagrama_de_distribucion_de_especies_del_EDTA_usando_el_enfoque_de_la_programacion_estructurada
Grau Ríos, M. (s.f.). Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED). Recuperado el 11 de noviembre de 2019, de http://portal.uned.es/Publicaciones/htdocs/pdf.jsp?articulo=0152202UD01A02
Ibañez, J. J. (28 de enero de 2008). Fundacion para el conocimiento. Recuperado el 11 de noviembre de 2019, de Madrid+d: https://www.madrimasd.org/blogs/universo/2008/01/28/83434
Iñón, F. A. (2017). Universidad de Buenos Aires. Recuperado el 11 de noviembre de 2019, de Facultad de Ciencias Exactas y Naturales: http://analitica.qi.fcen.uba.ar/teoricas/2017_QA_Eq_y_Tit_Complejos.pdf
Plataforma Educativa Aragonesa. (s.f.). Recuperado el 11 de noviembre de 2019, de http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/1000/1169/html/21_reacciones_de_oxidacinreduccin.html
Zita, A. (s.f.). Toda Materia. Recuperado el 11 de noviembre de 2019, de https://www.todamateria.com/tipos-de-reacciones-quimicas/
