El mètode de Mohr és una variant de la argentometria, que al seu torn és una de les tantes àrees de la volumetria utilitzada en la determinació de l'contingut d'ions clorurs en mostres d'aigua. La concentració dels Cl - indica la qualitat de l'aigua, afectant les seves propietats organolèptiques com ve a ser el seu gust i olor.
Aquest mètode, ideat el 1856 pel químic alemany Karl Friedrich Mohr (106-1879), continua vigent causa de la seva senzillesa i funcionalitat. Un dels seus principals inconvenients, però, és que es recolza en l'ús de l'cromat de potassi, K 2 CrO 4, sal que resulta perjudicial per a la salut quan contamina les aigües.
El precipitat de color maó de cromat de plata assenyala el punt final de la valoració dels clorurs pel mètode de Mohr. Font: Anhella A l'ésser un mètode volumètric, es determina la concentració d'ions Cl - mitjançant titulacions o valoracions. En aquestes, el punt final, indicatiu que s'ha arribat al punt d'equivalència. No ve a ser un canvi de color com ho veiem en un indicador àcid-base; sinó la formació d'un precipitat vermellós d'Ag 2 CrO 4 (imatge superior).
Quan apareix aquest color vermellós o maó, la valoració es dóna per acabada i, després d'una sèrie de càlculs, es determina la concentració dels clorurs presents a la mostra d'aigua.
fonaments
El clorur de plata, AgCl, és un precipitat lletós que es forma amb prou feines els ions Ag + i Cl - es troben en solució. Tenint això present, es podria pensar que afegint suficient plata provinent d'una sal soluble, per exemple, nitrat de plata, AgNO 3, a una mostra amb clorurs, podrem precipitar a tots com AgCl.
Pesant després aquest AgCl, es determina la massa dels clorurs presents en la mostra aquosa. Això correspondria a un mètode gravimètric i no volumètric. No obstant això, hi ha un problema: el AgCl és un sòlid força inestable i impur, ja que es descompon sota la llum solar, ia més precipita ràpidament absorbint totes les impureses l'envolten.
Per tant, el AgCl no és un sòlid de què es puguin obtenir resultats fiables. Probablement aquest hagi estat el motiu pel qual sorgís l'enginy de desenvolupar un mètode volumètric per determinar els ions Cl -, sense necessitat de realitzar la pesada de cap producte.
Així, el mètode de Mohr ofereix una alternativa: obtenir un precipitat de cromat de plata, Ag 2 CrO 4, el qual serveixi com a punt de final d'una valoració o titulació dels clorurs. Tal ha estat el seu èxit, que encara s'utilitza en les anàlisis de clorurs en mostres d'aigua.
reaccions
Quines reaccions prenen lloc en el mètode de Mohr? Per començar, tenim ions Cl - dissolts en aigua, on a l'afegir-ions Ag + s'inicia un equilibri de solubilitat molt desplaçat a la formació de l'precipitat de AgCl:
Ag + (ac) + Cl - (aq) ⇋ AgCl (s)
D'altra banda, en el medi també ha d'haver ions cromats, CrO 4 2-, ja que sense ells no es formaria el precipitat vermellós d'Ag 2 CrO 4:
2Ag + (ac) + CrO 4 2- (aq) ⇋ Ag 2 CrO 4 (s)
Llavors, en teoria, hauria d'haver-hi un conflicte entre els dos precipitats, AgCl i Ag 2 CrO 4 (blanc vs. vermell, respectivament). No obstant això, en l'aigua a 25 ° C el AgCl és més insoluble que l'Ag 2 CrO 4, de manera que el primer sempre precipitarà abans que el segon.
De fet, el Ag 2 CrO 4 no precipitarà fins que no hi hagi clorurs amb qui la plata formar sals; és a dir, el mínim excés d'ions Ag + ja no precipitarà amb els Cl - sinó amb els CrO 4 2-. Veurem per tant l'aparició de l'precipitat vermellós, sent est el punt final de la valoració.
procediment
Reactius i condicions
A la bureta ha d'anar el titulante, que en aquest cas és una solució de AgNO 3 0,01 M. A causa que el AgNO 3 és sensible a la llum, es recomana recobrir la bureta amb paper alumini un cop s'hagi omplert. I com a indicador, una solució de K 2 CrO 4 a el 5%.
Aquesta concentració de K 2 CrO 4 garanteix que no hi hagi un excés considerable d'CrO 4 2- respecte a l'Cl -; doncs de passar, precipitarà primer el Ag 2 CrO 4 en lloc de l'AgCl, tot i que aquest últim sigui més insoluble.
D'altra banda, el pH de la mostra d'aigua ha de tenir un valor comprès entre 7 i 10. Si el pH és més gran que 10, precipitarà l'hidròxid de plata:
Ag + (ac) + OH - (aq) ⇋ AgOH (s)
Mentre que si el pH és menor de 7, el Ag 2 CrO 4 es farà més soluble, sent necessari afegir un excés de AgNO 3 per obtenir el precipitat, la qual cosa altera el resultat. Això es deu a l'equilibri hi ha entre les espècies CrO 4 2- i Cr 2 O 7 2-:
2H + (ac) + 2CrO 4 2- (aq) ⇋ 2HCrO 4 - (aq) ⇋ Cr 2 O 7 2- (ac) + H 2 O (l)
És per això que s'ha de mesurar el pH de la mostra d'aigua abans de realitzar-se el mètode de Mohr.
valoració
El titulante de AgNO 3 ha estandarditzar-previ a la valoració, utilitzant per a això una solució de NaCl.
Fet això, en un matràs Erlenmeyer es transfereix 15 ml de la mostra d'aigua, diluint-se amb 50 ml d'aigua. Això ajuda a que quan s'addicionin les 5 gotes d'indicador K 2 CrO 4, el color groc de l'cromat no sigui tan intens i no impedeixi detectar el punt final.
Es comença la valoració obrint la clau de la bureta i deixant caure gota a gota la solució de AgNO 3. Es veurà que el líquid de l'matràs es tornarà tèrbol groguenc, producte de l'AgCl precipitat. Un cop s'apreciï el color vermellós, s'atura la valoració, s'agita el matràs, i s'espera uns 15 segons.
Si el precipitat de Ag 2 CrO 4 es redissol, caldrà afegir altres gotes de AgNO 3. Quan romangui constant i inalterable, es dóna per conclosa la valoració i s'anota el volum desallotjat de la bureta. A partir d'aquests volums, d'uns factors de dilució i de l'estequiometria, es determina la concentració dels clorurs en la mostra d'aigua.
usos
El mètode de Mohr s'aplica per a qualsevol tipus de mostra aquosa. No només permet determinar clorurs, sinó també bromurs, Br -, i cianurs, CN -. Per tant, és un dels mètodes recurrents per avaluar la qualitat de les aigües, ja sigui per al seu consum, o per a processos industrials.
El problema d'aquest mètode rau en l'ús de l'K 2 CrO 4, sal que és altament tòxica a causa d'el cromat, i que per tant impacta negativament les aigües i els sòls.
És per això que s'ha buscat com modificar el mètode per prescindir d'aquest indicador. Una opció consisteix a substituir-lo per NaHPO 4 i fenolftaleïna, on es forma la sal AgHPO 4 canviant el pH prou perquè s'obtingui un punt final fiable.
referències
- Day, R., & Underwood, A. (1965). Química Analítica Quantitativa. (Cinquena ed.). PEARSON Prentice Hall, pàg 277.
- Àngels Méndez. (22 de febrer de 2012). Mètode de Mohr. Recuperat de: quimica.laguia2000.com
- ChemBuddy. (2009). Mohr Method. Recuperat de: titrations.info
- Daniele Naviglio. (Sf). Mohr Method. Federica Web Learning. Recuperat de: federica.unina.it
- Hong, TK, Kim, MH, & Czae, MZ (2010). Determination of Chlorinity of Water without the Use of Chromate Indicator. International journal of analytical chemistry, 2010, 602939. doi: 10.1155 / 2010 / 602.939