Determinación de zinc por titulación complejométrica con EDTA
Objetivo general
Determinar la concentración de iones
zinc (Zn²⁺) en una muestra mediante titulación complejométrica con EDTA,
utilizando un indicador adecuado para identificar el punto final.
Objetivos
específicos
- Comprender el principio de la titulación
complejométrica en la determinación de metales.
- Preparar una solución estándar de EDTA para su uso
como titulante.
- Estandarizar la solución de EDTA utilizando una
solución patrón de zinc.
- Determinar la concentración de Zn²⁺ en una muestra
desconocida.
- Aplicar el uso de indicadores metálico-cromáticos
para detectar el punto final de la titulación.
Introducción
Las titulaciones complejométricas
constituyen un método analítico volumétrico utilizado para determinar la
concentración de iones metálicos en solución mediante la formación de complejos
estables. En particular, el ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) es un agente
quelante ampliamente utilizado por su capacidad de formar complejos 1:1 con la
mayoría de los iones metálicos.
El zinc (Zn²⁺), un ion metálico común,
puede cuantificarse de manera precisa mediante este método, utilizando EDTA
como titulante y un indicador metálico-cromático como el negro de eriocromo T
(NET), que permite visualizar el punto final de la reacción. La formación del
complejo Zn-EDTA es muy estable, lo que hace que este procedimiento sea
confiable para la determinación de zinc en muestras de laboratorio.
Fundamentos teóricos
El EDTA es un agente quelante
hexadentado, capaz de formar un complejo estable con muchos iones metálicos,
incluido el zinc, según la siguiente ecuación:
Este equilibrio tiene una constante de
formación elevada (Kf ≈ 10¹⁶), lo que garantiza una reacción prácticamente
completa. Para detectar el punto final de la titulación se utiliza un indicador
que forma un complejo menos estable con el ion metálico. En este caso, el negro
de eriocromo T (NET) forma un complejo de color vino con Zn²⁺, que se disocia
al añadir EDTA, cambiando de color a azul en el punto final.
El pH debe mantenerse entre 5 y 6, ya
que a pH más altos el Zn²⁺ puede precipitar como Zn(OH)₂, y a pH bajos el EDTA
no se encuentra completamente en su forma activa (EDTA⁴⁻). Por ello, se emplea
un tampón (acetato o amoníaco-amonio) para controlar el pH durante la
titulación.
Parte experimental
Materiales y
reactivos
Materiales:
- Bureta de 25 mL
- Soporte universal con pinza
- Erlenmeyers de 125 mL
- Probeta de 50 mL
- Pipetas volumétricas (10 y 25 mL)
- Vaso de precipitados (100 mL)
- Agitador magnético (opcional)
Reactivos:
- Solución de EDTA 0.01 M
- Solución patrón de ZnSO₄ 0.01 M
- Solución tampón pH 5.5 (acetato o amoníaco-amonio)
- Indicador negro de eriocromo T (NET)
- Agua destilada
- Muestra problema que contenga iones Zn²⁺
Procedimiento
- Estandarización del EDTA:
- Medir 25 mL de la solución patrón de ZnSO₄ en un Erlenmeyer.
- Añadir 5 mL de tampón pH 5.5.
- Agregar 3 gotas del indicador NET.
- Titular con EDTA 0.01 M hasta que el color cambie
de vino a azul.
- Repetir para obtener al menos tres lecturas
concordantes.
- Calcular la molaridad exacta del EDTA usando los
datos obtenidos.
- Determinación del Zn²⁺ en la muestra:
- Tomar 25 mL de la muestra problema en otro Erlenmeyer.
- Añadir 5 mL de tampón pH 5.5.
- Agregar 3 gotas del indicador NET.
- Titular con EDTA estandarizado hasta observar el
cambio de color.
- Repetir al menos dos veces más.
- Calcular la concentración de Zn²⁺ en la muestra.
Cuestionario
- ¿Cuál es la función del EDTA en esta titulación?
- ¿Por qué es importante controlar el pH durante la
titulación?
- ¿Qué función cumple el tampón en esta práctica?
- ¿Qué ventajas tiene el uso de EDTA frente a otros
agentes titulantes?
- Explica cómo el color del indicador cambia al
alcanzar el punto final de la titulación.
Referencias
bibliográficas
- Harris, D. C. (2015). Análisis químico
cuantitativo (9.ª ed.). McGraw-Hill Education.
- Christian, G. D., & Purdy, W. C. (2012).
Química Analítica. Pearson Educación.
- Skoog, D. A., West, D. M., Holler, F. J.,
& Crouch, S. R. (2014). Fundamentals of Analytical Chemistry
(9th ed.). Cengage Learning.
- Harvey, D. (2000). Modern Analytical
Chemistry. McGraw-Hill.
- Advanced Chemistry Development, Inc.
(ACD/Labs). (2023). ACD/ChemSketch (Versión 2023.1) [Software]. https://www.acdlabs.com
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