Determinación de Aluminio por Complejometría Reversa

Observaciones generales

La determinación directa de aluminio con EDTA es imposible: la reacción de complejación es demasiado lenta, lo que hace que la titulación sea poco práctica. Sin embargo, no hay muchos métodos simples de determinación de aluminio, y la constante de estabilidad compleja para Al³⁺ es tan alta, que la titulación de EDTA es tentadora. De varias posibles soluciones, la titulación inversa es la mejor opción. El EDTA y el aluminio pueden reaccionar en solución caliente durante varios minutos, luego el EDTA en exceso puede titularse de forma fácil y rápida con Zn²⁺.
Si la solución se preparó disolviendo la muestra que contiene Al en un ácido fuerte, puede tener un pH muy bajo. El tampón que usamos durante la determinación (acetato a pH 5.5) está relativamente lejos de su capacidad de amortiguación máxima, y como tal no es tan eficaz como lo sería más cerca de pH 4,75. Por lo tanto, para obtener los mejores resultados, es mejor neutralizar el exceso de ácido con amoniaco antes de agregar solución tampón.
En esta valoración particular, el punto final es más notorio cuando se usa un indicador redox poco convencional.

Reacción

Las reacciones que tienen lugar durante la titulación son las siguientes:
En primer lugar se da la reacción: (Reacción lenta)

Al³⁺ + EDTA⁴^– → AlEDTA–

Luego el Zn²⁺ reacciona lo suficientemente rápido para usar en titulación directa.

Zn²⁺ + EDTA⁴^– → ZnEDTA²^–

Finalmente, debemos mencionar la reacción que es responsable de la detección del punto final, es decir, la precipitación del ferrocianuro de zinc:

Zn²⁺ + Fe (CN)₆^4- → Zn₂Fe(CN)₆

Tamaño de la muestra

Para obtener mediciones precisas del exceso de EDTA titulado con zinc, éste debe ser similar a la cantidad de EDTA que reacciona directamente con Al³⁺. Supongamos que usamos EDTA0.05 M y agregamos exactamente 100 mL de la solución a la muestra (que representan 5 milimoles de EDTA). Ahora, asumamos que usaremos titulante de zinc 0.05 M y bureta de 50 mL. Si es así, podemos valorar en algún lugar entre 1,75-2,25 milimoles de exceso de EDTA. Eso a su vez significa que la solución original puede contener entre 2.75-3.25 milimoles de Al (0.74-0.88 g). La siguiente receta está diseñada para la mitad de la cantidad de aluminio, ya que se utilizó originalmente con una pipeta de volumen único de 50 ml y una bureta de 25 ml.

Detección del punto final

El punto final se detecta con el indicador redox 3,3'-dimetilnaftidina (CAS 13138-48-2). Antes de la titulación, agregamos pequeñas cantidades de ferricianuro y ferrocianuro a la solución, junto con el indicador. Después del punto final, el exceso de zinc precipita ferrocianuro, cambiando el potencial redox de la solución y oxidando dimetilnaftidina.

Soluciones usadas

Para realizar la titulación necesitaremos una solución de EDTA 0,05 M, una solución de zinc 0,05 M, un tampón de acetato a pH 4,0, una mezcla de ferrocianuro y ferrocianuro y una solución al 0,5% de 3,3'-dimetilnaftidina en ácido acético glacial como indicador.

Procedimiento

Transfiera la solución de aluminio (que contiene 40-50 mg de Al) al matraz Erlenmeyer.
Diluir hasta 100 ml con agua destilada.
Agregue exactamente 50 ml de solución de EDTA 0,05 M.
Si la solución es ácida, agregue amoníaco para llevar el pH a pH 3-4 (consulte con papel indicador).
Agregue 20 ml de tampón de acetato.
Calentar la solución a ebullición y mantenerla hirviendo durante 2-3 minutos. Espera a que se enfríe.
Agregue 0.5 mL de solución de ferrocianuro / ferricianuro y 3-4 gotas de solución de 3,3'-dimetilnaftidina.
Valorar con solución de zinc hasta que el color cambie a rosado. Valore lentamente y revuelva vigorosamente, especialmente cerca del punto final.

Cálculo de resultados
Como en cada titulación posterior, para calcular la cantidad de sustancia tenemos que restar la cantidad de exceso titulado de la cantidad inicial de reactivo utilizado. En el caso de EDTA, los cálculos son fáciles, gracias a que siempre reacciona con los metales en una base 1: 1.

Primero, debemos calcular la cantidad de moles de EDTA añadidos inicialmente a la muestra de Al. Suponiendo que era 50 ml de solución 0,05 M, contenía 2,5 milimoles de EDTA. Luego, el exceso se tituló de acuerdo con la ecuación de la reacción: –

Zn²⁺ + EDTA^4– → ZnEDTA²^–

Por lo tanto, la cantidad de EDTA en exceso es C×V, y la cantidad de Al es de 0,0025 – C×V moles.

Fuentes de error

Los principales problemas posibles son los enumerados como fuentes generales de errores de titulación. Sin embargo, como en cada titulación inversa, medimos más volúmenes, por lo que el error final debe ser mayor que en el caso de la titulación directa.

Traducido de: http://www.titrations.info/EDTA-titration-aluminum

Véase también:

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