Determinación de Fe(II) Fe(II) Indirecta sin Dilución con una Disolución Estándar de KMnO4 mediante una Equipo3 Valoración Díaz Padilla José Daniel Espectrofotométrica Medina Camps Fernanda G. Ruíz Gil Porfirio
Objetivos Cuantificar la cantidad de Fe(II) en una forma farmacéutica, como es el caso de tabletas, por medio de una valoración indirecta de KMnO4 Justificar las condiciones de trabajo para esta determinación, proponiendo las reacciones efectuadas, material y el procedimiento a realizar.
Objetivos Cuantificar la cantidad de Fe(II) en una forma farmacéutica, como es el caso de tabletas, por medio de una valoración indirecta de KMnO4 Justificar las condiciones de trabajo para esta determinación, proponiendo las reacciones efectuadas, material y el procedimiento a realizar.
Introducción Las tabletas de Sulfato Ferroso, se utilizan para la prevención y el tratamiento de la deficiencia de hierro. En el presente trabajo se cuantificará la cantidad de Fe(II) presente en estas tabletas, por medio de una valoración espectrofotométrica con KMnO4.
Las medidas espectrofotométricas pueden utilizarse en la localización del punto de equivalencia de una valoración, siempre que el analito, el reactivo o el producto de la valoración absorban radiación. La curva constará de dos zonas de líneas rectas con diferente pendiente, una al principio de la valoración y la otra localizada bien pasada la zona del punto de equivalencia.
En este caso, el Fe(II) como no presenta color es una especie no absorbente y el KMnO4 es un valorante coloreado, es decir, es la especie que absorbe la radiación (nos dará la propiedad). Esta reacción dará lugar a una línea recta horizontal en las etapas iniciales, seguida de una rápida subida de la absorbancia pasado el punto de equivalencia.
La reacción de valoración sería: Fe 3+ 0.771
Fe2+
MnO4E º 1.51
Mn2+ (Fe2+ ↔ Fe 3+ + 1e- )5
Eº=
0.771 8H+ + MnO4- + 5e- ↔ Mn2+ + 4H2O 1.51V 8H+ + + 4H2O
Inic) Ag)
5Fe2++
MnO4 -
↔
VxCx VyCy
Eº=
5Fe 3+ + Mn2+
Debido a que Y (MnO4 - )da la propiedad: Abs α [Ψ] 12 10
8 6
Αβσ= κψ [Ψ] 4 2
Cabe mencionar que el KMnO4 no es un patrón primario, porque contiene trazas de MnO2, debe estandarizarse a menudo para obtener trabajos precisos. El KMnO4 puede estandarizarse con oxalato sódico Na2C2O4, se debe valorar añadiendo lentamente KMnO4 la reacción que se lleva a cabo es: MnO4 -+ 5H2C2O4 + 6H+ ↔2Mn 2+ + 10CO2+ 8H2O
Mater a y React vos Vidrio de reloj Agitador Mortero con Pistilo Pipeta Volumétrica (1,2,3,4,5,6,7,8,9,10mL) Matraz Aforado 25mL (11), 100mL, 250mL Parrilla con agitador magnético Espectrofotómetro con Celdas Bureta 50mL Soporte Universal Pinzas para Bureta Pipeta Graduada 5mL, 10mL Vaso de Precipitados 50mL, 100mL Matraz Erlenmeyer 100mL (3) Tabletas de FeSO4 H2SO4 Reactivo Analítico Na2C2O4 Reactivo Analítico KMnO4 Reactivo Analítico
Diagrama de flujo
Preparación de Soluciones Solución de H2SO4 En un vaso de precipitados agregar agua, lentamente adicionar 6.8mL de H2SO4. Vaciarlo y aforar en un matraz aforado de 250mL.
pH= -log (0.49M)= 0.3098
Solución acida. 6.8 ml de H2SO4 concentrado
Agua para disolver
SOLUCION ACIDA
Aforar a 250ml con agua destilada
Solución de Na2C2O4 Pesar 53mg de R.A. y se disolvieron en 20mL de solución ácida, posteriormente se llevó a un aforo de 50mL Con solución ácida
Solución de oxalato
53mg de oxalato de sodio.
Aforar a 50ml con solución acida.
Solución de KMnO4 Pesar 0.0986g de R.A. y disolverlos en 30mL de solución ácida, posteriormente se llevaron a un aforo de 250mL con solución ácida.
Solución Problema Fe 2+ Se pesaron 0.3958 de FeSO4 y se disolvieron en 40mL de solución ácida, se dejó en agitación en una parrilla por 10 minutos. Posteriormente, se filtró y se aforó a 100mL de solución ácida.
Procedimiento de Estandarización Colocar 10mL de la solución de Na2C2O4 7.8946E-3 en un matraz erlenmeyer del 100mL Colocar en una bureta de 50mL la solución de KMnO4 Calentar y mantener a una temperatura de 50-60ºC y con agitación constante la solución de Na2C2O4
Estandarización de permanganato de potasio. KMnO4 10 ml de solución de oxalato de sodio. La solución de oxalato se tiene que calentar para acelerar la reacción.
Determinar concentració
Calentar el
Estandarización de KMnO4 Reacción de Estandarización (H2C2O4 ↔ 2CO2+ 2H+ +2e- )5 Eº= -0.49 Se realizaron 3 (8H+ + MnO4- + 5e- ↔ Mn2+ + 4H2O)2 valoraciones: Eº= 1.51V 17mL 1. 2.
16.5mL 16.4mL 16.45mL
Promedio
6H+ + 5H2C2O4+ 2MnO4 - ↔ 10CO2 + 2Mn2+ + 8H2O 3.
Inic)(7.8946E-3M)(10ml)= 0.0790mmol Ag)
[MnO4 ](ml)=
0.0316mmol
Cálculo de la keq’ Como se está trabajando con un pH de 0.3098 es necesario calcular la keq’ EºCO2/H2C2O4= -0.49 Eº’CO2/H2C2O4= -0.49 + 0.06-0.06 (2pH)= -0.4786 2
2
Eº MnO4/Mn2+ = 1.51 Eº’ MnO4/Mn2+ = 1.51 + 0.06 – 0.06 (8pH)=1.4923
Preparación de los Sistemas Para realizar la valoración de Fe2+ con KMnO4 se preparan los siguientes Sistema 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 sistemas: VFe2+
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
VKMnO4
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
V soluc. ácida
10
10
10
10
10
10 10 10 10 10 10
V.aforo
25
25
25
25
25
25 25 25 25 25 25
Lectura de cada sistema en el espectrofotómetro.
Tomar lecturas en el espectrofotóm etro
Realizar la curva de calibración y determinar la concentración de
Se procedió a leer los sistemas a 520nm en un espectrofotómetro, se tomó está longitud de onda debido al espectro de absorción que presenta el MnO4
Análisis de Linealidad Sistemas Abs
mL de KMnO4
1
0
0
2
0
1
3
0.003
2
4
0.003
3
5
0.004
4
6
0.064
5
7
0.321
6
8
0.608
7
9
0.817
8
10
1.015
9
11
1.244
10
Del mL 5 al 10 b= 4.6146 m= 4.2547 mL-1 r2= 0.9957 •
Del mL 6 al 10 b= 4.4611 m= 4.4181 mL-1 r2= 0.9954 •
Por lo tanto nuestro análisis de linealidad se tomará a partir del mL 5 al 10 debido a que nuestro coeficiente de correlación es mayor.
Curva de Valoración Abs. 12
10
8
6
4
2
0 0
2
4
6
8
10
12
Valoración de Fe(II) (Fe2+ ↔ Fe 3+ + 1e- )5 Eº= 0.771v 8H+ + MnO4- + 5e- ↔ Mn2+ + 4H2O 8H+ + 5Fe2++ MnO4 - ↔
Eº= 1.51V
5Fe 3+ + Mn2+ + 4H2O
Calculo de la keq’ Como se está trabajando con un pH de 0.3098 es necesario calcular la keq’ EºFe3+/Fe2+= 0.771= Eº’ Eº MnO4/Mn2+ = 1.51 Eº’ MnO4/Mn2+ = 1.51 + 0.06 – 0.06 (8pH)=1.4923 5
5
Cuantificación de Fe(II) 8H+ + 5Fe2++ + Mn2+ + 4H2O Inic)
MnO4 -
↔
5Fe 3+
0.048mmol
Ag)
(1.9210E-3M)(5mL)= 9.6E-3mmol
PE) 5ε 9.6E-3mmol
ε
0.048mmol
Peso del Vaso = 54.7375g Peso Vaso + peso 5 tabletas = 56.5436g Peso de 5 tabletas: 56.5436g-54.7375g =1.806g Peso Promedio por tableta: 1.806g/5= 0.3612g 0.3953g de polvo – 182.2932mg FeSO4
De acuerdo al marbete: Cada tableta contiene 200mg de FeSO4 200mg de FeSO4
– 100%
166.3575mg de FeSO4 – X
X= 83.1786% de FeSO4
Constante de Proporcionalidad *= b
*= m
*= x
Coeficiente de Absortividad Molar A α [ΜνΟ4 ]
Α= ΚΜνΟ4 [ΜνΟ4 ] Λα λεψ δε Βεερ εσ: Α= εMnO4 l[MnO4 ] KMnO4 = Si l =1cm
εMnO4
l
Observaciones Durante la experimentación, en el momento de preparar las soluciones, pudimos observar que los sistemas cambiaron su color rápidamente de violeta a rosa, esto es debido a que el MnO4 - se descompuso. La descomposición se puede deber a que la presencia de trazas de sustancias reductoras reducen el permanganato a dióxido de manganeso: 4MnO4
+ 2H2O ↔ 4MnO2+ 4OH-
Esta reacción se verifica con rapidez en soluciones ácidas, es autocatalítica, pues el oxido de manganeso acelera la descomposición. Estas sustancias reductoras pudieron ser: Las presentes en el agua destilada utilizada en la preparación de los sistemas Las presentes en los excipientes en las tabletas de FeSO4 , como el almidón. También se pudo deber la descomposición a que se cataliza la solución con la luz.
