Il metodo Mohr è una variante dell'Argentometria, che a sua volta è una delle tante aree dei volumi utilizzati per determinare il contenuto di ioni cloruro nei campioni d'acqua. La concentrazione di Cl - indica la qualità dell'acqua, influenzandone le proprietà organolettiche come il gusto e l'odore.
Questo metodo, ideato nel 1856 dal chimico tedesco Karl Friedrich Mohr (106-1879), continua in vigore per la sua semplicità e praticità. Uno dei suoi principali inconvenienti, tuttavia, è che si basa sull'utilizzo del cromato di potassio, K 2 CrO 4 , un sale dannoso per la salute quando inquina l'acqua.
Il precipitato color mattone del cromato d'argento segna il punto finale della titolazione del cloruro con il metodo Mohr. Fonte: Anhella Come è un metodo volumetrico, la concentrazione di Cl - ioni è determinata mediante titolazione o titolazioni. In questi, il punto finale, indicativo che il punto di equivalenza è stato raggiunto. Non è un cambiamento di colore come vediamo in un indicatore acido-base; ma la formazione di un precipitato rossastro di Ag 2 CrO 4 (immagine in alto).
Quando appare questo colore rossastro o mattone, la titolazione è terminata e, dopo una serie di calcoli, si determina la concentrazione dei cloruri presenti nel campione d'acqua.
fondamenti
Il cloruro d'argento, AgCl, è un precipitato lattiginoso che si forma non appena gli ioni Ag + e Cl - sono in soluzione. Con questo in mente, si potrebbe pensare che aggiungendo abbastanza argento da un sale solubile, ad esempio, nitrato d'argento, AgNO 3 , a un campione con cloruri, possiamo farli precipitare tutti come AgCl.
Pesando quindi questo AgCl, si determina la massa dei cloruri presenti nel campione acquoso. Ciò corrisponderebbe a un metodo gravimetrico e non volumetrico. Tuttavia, c'è un problema: l'AgCl è un solido abbastanza instabile e impuro, poiché si decompone alla luce del sole, e precipita anche rapidamente, assorbendo tutte le impurità intorno ad esso.
Pertanto, AgCl non è un solido da cui si possono ottenere risultati affidabili. Questo è probabilmente il motivo per cui l'ingegno di sviluppare un metodo volumetrico per determinare Cl - ioni sorsero , senza la necessità di pesare qualsiasi prodotto.
Pertanto, il metodo Mohr offre un'alternativa: ottenere un precipitato di cromato d'argento, Ag 2 CrO 4 , che funge da punto finale di una titolazione o titolazione di cloruri. Tale è stato il suo successo che è ancora utilizzato nell'analisi dei cloruri nei campioni di acqua.
reazioni
Quali reazioni avvengono nel metodo di Mohr? Per cominciare, abbiamo ioni Cl - disciolti in acqua, dove l'aggiunta di ioni Ag + avvia un equilibrio di solubilità molto spostato alla formazione del precipitato AgCl:
Ag + (aq) + Cl - (aq) ⇋ AgCl (s)
D'altra parte, nel mezzo devono essere presenti anche ioni cromato, CrO 4 2- , poiché senza di essi il precipitato rossastro di Ag 2 CrO 4 non si formerebbe :
2Ag + (aq) + CrO 4 2- (aq) ⇋ Ag 2 CrO 4 (s)
Quindi, in teoria, dovrebbe esserci un conflitto tra entrambi i precipitati, AgCl e Ag 2 CrO 4 (rispettivamente bianco vs rosso). Tuttavia, in acqua a 25 ° C , AgCl è più insolubile di Ag 2 CrO 4 , quindi il primo precipiterà sempre prima del secondo.
Infatti, Ag 2 CrO 4 non precipiterà fino a quando non ci saranno cloruri con cui formare sali; cioè, l'eccesso minimo di ioni Ag + non precipiterà più con Cl - ma con CrO 4 2- . Vedremo quindi la comparsa del precipitato rossastro, essendo questo il punto finale della valutazione.
Processi
Reagenti e condizioni
Il titolante deve entrare nella buretta, che in questo caso è una soluzione 0,01 M AgNO 3. Poiché AgNO 3 è sensibile alla luce, si consiglia di coprire la buretta con un foglio di alluminio una volta riempita. E come indicatore, una soluzione al 5% di K 2 CrO 4 .
Questa concentrazione di K 2 CrO 4 assicura che non vi sia un eccesso considerevole di CrO 4 2- su Cl - ; poiché se si verifica, precipiterà prima Ag 2 CrO 4 invece di AgCl, anche se quest'ultimo è più insolubile.
D'altra parte, il pH del campione d'acqua deve avere un valore compreso tra 7 e 10. Se il pH è maggiore di 10, l'idrossido d'argento precipiterà:
Ag + (aq) + OH - (aq) ⇋ AgOH (s)
Se invece il pH è inferiore a 7, l'Ag 2 CrO 4 diventerà più solubile, essendo necessario aggiungere un eccesso di AgNO 3 per ottenere il precipitato che ne altera il risultato. Ciò è dovuto all'equilibrio tra le specie CrO 4 2- e Cr 2 O 7 2- :
2H + (aq) + 2CrO 4 2- (aq) ⇋ 2HCrO 4 - (aq) ⇋ Cr 2 O 7 2- (aq) + H 2 O (l)
Ecco perché il pH del campione d'acqua deve essere misurato prima di eseguire il metodo Mohr.
Valutazione
Il titolante AgNO 3 deve essere standardizzato prima della titolazione, utilizzando una soluzione NaCl.
Fatto ciò, 15 mL del campione di acqua vengono trasferiti in un matraccio di Erlenmeyer, diluito con 50 mL di acqua. Questo aiuta che quando vengono aggiunte le 5 gocce di indicatore K 2 CrO 4 , il colore giallo del cromato non è così intenso e non impedisce il rilevamento del punto finale.
La titolazione viene avviata aprendo il rubinetto della buretta e facendo cadere la soluzione AgNO 3 . Si vedrà che il liquido nel pallone diventerà giallastro torbido, un prodotto dell'AgCl precipitato. Una volta apprezzato il colore rossastro, interrompere la titolazione, agitare il matraccio e attendere circa 15 secondi.
Se il precipitato Ag 2 CrO 4 si ridisciolve, aggiungere altre gocce di AgNO 3 . Quando rimane costante e inalterato, la titolazione viene conclusa e viene annotato il volume sloggiato dalla buretta. Da questi volumi, fattori di diluizione e stechiometria, viene determinata la concentrazione dei cloruri nel campione d'acqua.
applicazioni
Il metodo di Mohr si applica a qualsiasi tipo di campione acquoso. Non solo permette di determinare cloruri, ma anche bromuri, Br - e cianuri, CN - . Pertanto, è uno dei metodi ricorrenti per valutare la qualità dell'acqua, sia per il consumo che per i processi industriali.
Il problema con questo metodo risiede nell'uso di K 2 CrO 4 , un sale altamente tossico a causa del cromato, e quindi ha un impatto negativo su acque e suoli.
Ecco perché abbiamo cercato di modificare il metodo per fare a meno di questo indicatore. Un'opzione è sostituirlo con NaHPO 4 e fenolftaleina, dove il sale AgHPO 4 si forma cambiando il pH abbastanza da ottenere un punto finale affidabile.
Riferimenti
- Day, R. e Underwood, A. (1965). Chimica analitica quantitativa. (quinto ed.). PEARSON Prentice Hall, p 277.
- Angeles Mendez. (22 febbraio 2012). Il metodo di Mohr. Estratto da: quimica.laguia2000.com
- ChemBuddy. (2009). Metodo Mohr. Estratto da: titrations.info
- Daniele Naviglio. (Sf). Metodo Mohr. Federica Web Learning. Estratto da: federica.unina.it
- Hong, TK, Kim, MH e Czae, MZ (2010). Determinazione della clorinità dell'acqua senza l'uso dell'indicatore di cromati. Rivista internazionale di chimica analitica, 2010, 602939. doi: 10.1155 / 2010/602939