Determinazione bromatometrica del magnesio

Myttex Forum ha chiuso definitivamente. Non è più possibile inviare messaggi, ma il contenuto è ancora consultabile in questo archivio.

Mario

2013-07-09 21:01

La bromatometria è una tecnica analitica volumetrica che utilizza il bromato di potassio come reagente.

In ambiente acido e in presenza di ioni bromuro, il bromato di potassio ossida questi ultimi a bromo elementare e contemporaneamente viene ridotto generando altro alogeno.

La reazione complessiva che avviene è la seguente:

KBrO3 + 5KBr + 6HCl ==> 3Br2 + 6KCl + 3H2O

Se nella soluzione sono presenti certe particolari sostanze organiche facilmente bromurabili, ecco che allora è possibile il loro dosaggio che risulta proporzionale alla quantità di bromato aggiunto.

Un esempio è dato dall'8-idrossichinolina, che in soluzione viene facilmente e quantitativamente bromurata in posizione 5,7

L'8-idrossichinolina è anche un reagente organico in grado di precipitare parecchi cationi, tra cui il magnesio.

La composizione di questi precipitati, nota con precisione, è tale da aversi sempre un rapporto reagente/catione monovalente pari a 1.

Nel caso del magnesio, che è un catione bivalente, il complesso con l'8-idrossichinolina ha formula MgC18H12N2O2.

E' facilmente intuibile la possibilità di misurare con precisione il contenuto di magnesio in una soluzione precipitandolo dapprima come complesso con l'8-idrossichinolina e poi, dopo dissoluzione, bromurare il reagente organico che si libera con una quantità nota di bromato.

Quanto segue spiega come procedere nel caso di un'acqua potabile.

In questo tipo di matrice non ci sono interferenze particolari, essendo praticamente assenti tutti i cationi metallici di transizione e l'alluminio. Lo stesso calcio, purchè in non grande eccesso, non dà fastidio.

Reagenti:

- potassio bromato 0,1 N

- sodio tiosolfato 0,1 N

- Soluzione acquosa di KBr all'1%

- Soluzione acquosa di KI al 10%

- soluzione di 8-idrossichinolina al 4% in acido acetico 2M

- NH4Cl

- NH4OH 25%

- rosso di metile sale sodico, soluzione acquosa allo 0,1%

- HCl 1:4

- Liquido per dissoluzione: soluzione acquosa contenente 15% di HCl 37% + 10% alcole etilico assoluto. Le % sono in volume.

Vetreria:

Le solite cose normalmente disponibili in un laboratorio. E' necessaria una buretta da 25 mL divisione 0,1 mL.

Procedura:

In un beker da 500 mL versare un quantitativo di acqua potabile tale da aversi non più di 10 mg di Mg. Nel mio caso il volume era di 200 mL.

Si aggiungono alcune goccie di HCl concentrato per acidificare la soluzione. Si porta ad ebollizione incipiente in modo da ridurre il volume a circa 100 mL.

Poi si aggiungono 2 g di ammonio cloruro e tanta ammoniaca al 25% fino a pH di circa 9,5/10 (ce ne vogliono solitamente circa 3-4 mL).

Si porta la soluzione a circa 70 °C e, sotto continua agitazione, si dosa lentamente goccia a goccia la soluzione di idrossichinolina. Si forma in breve tempo un intorbidamento giallastro

http://uptiki.altervista.org/viewer.php?file=xgfiqswf6ffuzkepxea0.jpg

che dopo 15 minuti di digestione sedimenta con relativa facilità.

http://uptiki.altervista.org/viewer.php?file=t8qd7y6k7xf61ksqwkbo.jpg

La quantità aggiunta è critica e si deve evitare un forte eccesso di reagente che ha tendenza a coprecipitare. In pratica si deve avere, dopo decantazione del precipitato, una leggera colorazione gialla della soluzione.

Si filtra la soluzione tiepida su carta da filtro medio-veloce lavando il precipitato con soluzione diluita di ammonio idrossido all'1%.

Il precipitato di Mg(Ox)2 ha solitamente un colore che va dal giallo- chiaro fino a tonalità verde chiaro. Ciò è probabilmente dovuto a tracce di sale ferrico.

Ecco il suo aspetto fotografato direttamente nel filtro.

http://uptiki.altervista.org/viewer.php?file=9e18cmp0umd4djzbmpz.jpg

Una interessante caratteristica di questo precipitato è l'intensissima fluorescenza giallo-verde con sfumature azzurre sotto illuminazione UV a 365 nm.

http://uptiki.altervista.org/viewer.php?file=yrvb9cb8cq3ab226beq.jpg

Si scioglie il precipitato rimasto nel filtro con 25 mL del liquido per dissoluzione caldo. La soluzione che si ottiene si trasferisce nello stesso becker usato per la precipitazione. Si lava con acqua tiepida il filtro.

Si addizionano 70 mL della soluzione di KBr 1% e infine si porta a circa 100 mL con acqua. La soluzione apparirà debolmente colorata in giallo.

Sotto moderata agitazione si aggiungono alcune gocce della soluzione di rosso di metile fino ad avere una colorazione rossa.

A questo punto si inizia ad aggiungere molto lentamente la soluzione di bromato di potassio. La bromurazione dell'oxina libera richiede alcuni minuti. Si noterà che il colore dell'indicatore inizierà ad indebolirsi e diventare dapprima aranciato e infine giallo. Questo significa che terminata la bromurazione del reagente il bromo libero reagirà anche con il rosso metile decolorandolo irreversibilmente. Si aggiunge ancora circa 1 mL di bromato in eccesso, e dopo circa 5 minuti, si introducono 10 mL di HCl 1:4 e tanta acqua da portare il volume finale a circa 170 mL.

L'eccesso di bromato viene retrotitolato per via iodometrica con tiosolfato 0,1N, previa aggiunta di 10 mL di una soluzione di KI al 10% usando salda d'amido come indicatore. Si ha un viraggio dal blu al giallo chiaro.

Calcoli:

Si è visto che una mole di 8-idrossichinolina reagisce con 4 atomi di bromo. Poiche nel complesso con il Mg ce ne sono due, si ha che 1 mole di magnesio richiede 8 atomi di bromo, sicchè il peso equivalente del magnesio è dato da 24,305/8, ossia 3,038.

Se ne ricava che 1 mL di KBrO3 0,1 N corrisponde a 0,3038 mg di magnesio.

I mL di KBrO3 a loro volta si ottengono sottraendo al volume di KBrO3 aggiunto il volume di tiosolfato usato nella retrotitolazione.

Nella titolazione del mio campione ho usato 3,4 mL di bromato.

quindi:

3,4*0,3038*(1000/200) = 5,16 mg/L di Mg

saluti

Mario

I seguenti utenti ringraziano Mario per questo messaggio: Max Fritz