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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAM MARCOS
E.A.P INGENIERÍA METALÚRGICA
ANÁLISIS MINERAL CUANTITATIVO
LARA SUAREZ JOSÉ LUIS ...
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  1. 1. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAM MARCOS E.A.P INGENIERÍA METALÚRGICA ANÁLISIS MINERAL CUANTITATIVO LARA SUAREZ JOSÉ LUIS Página 1 INDICE DETERMINACIÓN DE COBRE 1. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 2 2. FUNDAMENTO DEL MÉTODO DE LA DETERMINACIÓN DE COBRE:........ 3 2.1.VOLUMETRIA REDOX - YODOMETRÍA ................................................ 3 2.2.Volumetrías de oxidación - reducción con yodo. ........................................ 4 2.3.Volumetrías redox yodométricas o indirectas.............................................. 4 3. APLICACIÓN EN LA DETERMINACIÓN DE COBRE.......................................... 6 3.1.Precipitación – Neutralización........................................................................ 6 3.2.Reacciones de titulación: ................................................................................ 7 4. INTERFERENCIAS .................................................................................................... 7 4.1.PROCESO Y TRATAMIENTO DE LA MUESTRA...................................... 9 5. EQUIPOS, MATERIALES Y REACTIVOS ........................................................... 10 5.1.EQUIPOS ........................................................................................................ 10 5.2.MATERIALES ................................................................................................. 10 5.3.REACTIVOS.................................................................................................... 10 6. ESTÁNDARES.......................................................................................................... 10 7. SEGURIDAD ............................................................................................................. 11 8. PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIÓN.......................................................... 12 9. PREPARACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE TIOSULFATO DE SODIO................ 13 10. PREPARACIÓN DE LAS SOLUCIONES ESTÁNDARES DE COBRE ....... 13 11. FACTORIZACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE TIOSULFATO DE SODIO ........ 14 12. PREPARACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE ALMIDÓN........................................ 14 13. CONTROL DEL MEDIO AMBIENTE ................................................................. 15 14. CONCLUSIONES ................................................................................................. 15 15. BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................... 16
  2. 2. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAM MARCOS E.A.P INGENIERÍA METALÚRGICA ANÁLISIS MINERAL CUANTITATIVO LARA SUAREZ JOSÉ LUIS Página 2 DETERMINACIÓN DE COBRE 1. INTRODUCCIÓN El cobre cuyo símbolo es Cu, es el elemento químico de número atómico 29. Su punto de fusión es de 1.083 °C, mientras que su punto de ebullición es de unos 2.567 °C, y tiene una densidad de 8,9 g/cm3. Su masa atómica es 63,546. Se trata de un metal de transición de color rojizo y brillo metálico que, junto con la plata y el oro, forma parte de la llamada familia del cobre, se caracteriza por ser uno de los mejores conductores de electricidad (el segundo después de la plata). Gracias a su alta conductividad eléctrica, ductilidad y maleabilidad, se ha convertido en el material más utilizado para fabricar cables eléctricos y otros componentes eléctricos y electrónicos. Imagen de un átomo de Cu El cobre ocupa el lugar veinticinco en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. Frecuentemente se encuentra agregado con otros metales como el oro, plata, bismuto y plomo, apareciendo en pequeñas partículas en rocas, aunque se han hallado masas compactas de hasta 420 toneladas. El cobre se encuentra por todo el mundo en la lava basáltica, localizándose el mayor depósito conocido en la Cordillera de los Andes de Perú.
  3. 3. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAM MARCOS E.A.P INGENIERÍA METALÚRGICA ANÁLISIS MINERAL CUANTITATIVO LARA SUAREZ JOSÉ LUIS Página 3 2. FUNDAMENTO DEL MÉTODO DE LA DETERMINACIÓN DE COBRE: Para la determinación de Cobre usaremos un método analítico que tiene por objeto establecer el protocolo para determinar el contenido de cobre (II) soluble en materiales técnicos y formulaciones. Para ello emplearemos una Volumetría Redox Indirecta. La yodometria es un método volumétrico indirecto, donde un exceso de iones yoduro son adicionados a una solución conteniendo el agente oxidante, que reaccionará produciendo una cantidad equivalente de yodo que será titulado con una solución estandarizada de tiosulfato de sodio, mientras que la yodimetria son los métodos directos. Los oxidantes más fuertes oxidan los iones yoduro a yodo y los reductores fuertes reducen el yodo a yoduro. 2.1. VOLUMETRIA REDOX - YODOMETRÍA Las volumetrías redox utilizan reacciones de óxido - reducción entre reactivo y analito. Los analitos reductores se titulan con una solución de un reactivo oxidante de concentración perfectamente conocida; los roles se invierten en el caso de analitos oxidantes. Como en toda determinación volumétrica es necesario que la estequiometria de la reacción este perfectamente establecida, que la reacción sea rápida, y que se cuente con los medios para generar un punto final tan cercano al punto de equilibrio como sea posible. Objetivos: - Aplicar los principios básicos de la volumetría en las titulaciones con yodo, indirectas. - Preparar y valorar una solución patrón de yodato de potasio. - Determinar el contenido de yodo ascórbico, mediante volumetría redox yodimétrica o indirecta. Una Valoración Redox (también llamada volumetría redox, titulación rédox o valoración de óxido - reducción) es una técnica o método analítico muy usada, que permite conocer la concentración de una disolución de una sustancia que pueda actuar como oxidante o reductor. Es un tipo de valoración basada en una reacción rédox entre el analito (la sustancia cuya concentración queremos conocer) y la sustancia valorante. El nombre volumetría hace referencia a la medida del volumen de las disoluciones empleadas, que nos permiten calcular la concentración buscada. En una valoración rédox a veces es necesario el uso de un indicador rédox que sufra cambio de color y/o de un potenciómetro para conocer el punto final. En otros casos las propias sustancias que intervienen experimentan un cambio de color que permite saber cuándo se ha alcanzado ese punto de equivalencia entre el número de moles del oxidante y del reductor, como ocurre en las yodometrías o permanganometrías.
  4. 4. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAM MARCOS E.A.P INGENIERÍA METALÚRGICA ANÁLISIS MINERAL CUANTITATIVO LARA SUAREZ JOSÉ LUIS Página 4 2.2. Volumetrías de oxidación - reducción con yodo. El potencial estándar de reducción para la reacción: I2+ 2e-  2I- es 0.535 V. Las sustancias con potencial de reducción bastante inferior al del sistema yodo - yoduro son oxidadas por el I2 y pueden valorarse con una solución patrón de yodo. Estas volumetrías redox llamadas yodimétricas o directas, se utilizan para determinar agentes reductores. El yoduro I- se oxida a I2 ejerciendo una acción reductora sobre los sistemas fuertemente oxidantes con formación de una cantidad equivalente de yodo. El yodo liberado se titula con la solución valorada de tiosulfato de sodio Na2S2O3. Estas volumetrías se llaman yodométricas o indirectas y se utilizan para determinar agentes oxidantes. 2.3. Volumetrías redox yodométricas o indirectas. En este método los oxidantes son determinados haciéndolos reaccionar con un exceso de iones yoduro y determinándose el yodo liberado con un reductor estándar, como el tiosulfato de sodio. En ellas se hace reaccionar un oxidante cuya concentración deseamos conocer, con un exceso de yoduro generándose una cantidad estequiométrica de triyoduro según la reacción previa: A Ox + B I-  C Red + D I3- Este triyoduro es posteriormente valorado con tiosulfato sódico de concentración exactamente conocida. Ambas especies reaccionan de acuerdo con la siguiente reacción volumétrica: I3 - + 2 S2O3 2- - 3I- + S4O6 2- El reactivo valorante es el tiosulfato sódico (Na2S2O3), y a partir de las estequiometrias de las reacciones volumétrica y previa, podremos conocer la cantidad de Ox inicial. La disolución de tiosulfato sólo puede utilizarse como reactivo valorante frente a yodo (triyoduro), por lo que su utilidad está limitada a las yodometrías. El tiosulfato de sodio puede conseguirse fácilmente de gran pureza, pero el sólido esflorece fácilmente y además sus disoluciones se descomponen con facilidad. Por ello, se preparan disoluciones de concentración aproximada que se normalizan frente a yodo (o triyoduro) y deben renormalizarse frecuentemente. En esta práctica generaremos una cantidad conocida de triyoduro por reacción de un patrón primario, el yodato potásico, con exceso de yoduro. IO3 - + 8 I- + 6 H3O+  3 I3 - + 9 H2O
  5. 5. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAM MARCOS E.A.P INGENIERÍA METALÚRGICA ANÁLISIS MINERAL CUANTITATIVO LARA SUAREZ JOSÉ LUIS Página 5 El triyoduro formado se valorará con el tiosulfato, que habremos puesto en la bureta, hasta decoloración de la disolución (el yodo y el triyoduro son ambos coloreados mientras el yoduro es incoloro), o bien hasta viraje del almidón, que es un buen indicador de la presencia de yodo en las disoluciones (origina un color azul en presencia de yodo o triyoduro). Las reacciones generales para determinar un agente oxidante (Ag. Oxidante) mediante volumetría yodométrica son: I2+ 2S2O3 = 2I- + 2S4O6= El yoduro I- que se adiciona como NaI o KI, se encuentra en exceso y no es una solución patrón. El I2 formado en la primera reacción es equivalente a la cantidad de agente oxidante contenida en la muestra que se analiza. El I2 liberado se titula con una solución patrón de un reductor, entre los cuales el Na2S2O3 es el más utilizado. Las valoraciones deben efectuarse en el menor tiempo posible con el fin de evitar que el I- sea oxidado por el oxígeno del aire. Cuando se determina un oxidante mediante reacciones con yodo, el punto final se alcanza cuando desaparece el color amarillo de la solución. Se aprecia mejor este punto si se añade una solución de almidón, que forma con el yodo un complejo de color azul oscuro. El punto final se alcanza cuando desaparece el color azul, al agregar un ligero exceso de Na2S2O3. El indicador almidón se añade cuando se ha consumido la mayor parte del yodo. Si se añade demasiado pronto, el I- se absorbe sobre el indicador y se llega muy lentamente al punto final, siendo muy difícil detectarlo. Agente Oxidante + I-(exceso) Agente Reductor + I2
  6. 6. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAM MARCOS E.A.P INGENIERÍA METALÚRGICA ANÁLISIS MINERAL CUANTITATIVO LARA SUAREZ JOSÉ LUIS Página 6 3. APLICACIÓN EN LA DETERMINACIÓN DE COBRE El cobre es determinado por el método yodométrico. La muestra se descompone completamente por tratamiento con agentes oxidantes como son el ácido nítrico y el clorato de potasio, que oxida a todos los elementos como al cobre cuproso presente. En soluciones neutras o débilmente ácidas, el cobre cúprico reacciona con yoduro para dar yodo y yoduro cuproso insoluble: 2Cu+2 + 4I-  2CuI + I2 En condiciones apropiadas, la reacción ocurre cuantitativamente hacia la derecha y el cobre puede determinarse Yodométricamente de éste modo, titulando el yodo liberado con solución de tiosulfato de sodio. Al reducir Cu+2 con yoduro se forma yoduro de cobre difícilmente soluble. Los equivalentes gramos de cobre y de CuSO4.5H2O son aquí respectivamente iguales al átomo gramo (63,54 g de Cu) y a la molécula gramo (249,7 g de CuSO4.5H2O). Juzgando por las magnitudes de potenciales normales de los pares Cu+2/Cu+ (+0,15 V) e I2/2I- (+0,54 V) se debería esperar que la reacción considerada se produzca en dirección contraria. La causa de no-coincidencia entre la dirección de reacción, supuesta a base de la magnitud de potenciales normales, y la dirección verdadera radica en la escasa solubilidad de CuI. La concentración de la forma reducida, es decir, de los iones Cu+ disminuye mucho debido a la precipitación de CuI, y el potencial normal del par Cu+2/Cu+ (De hecho, del par Cu+2/CuI es mayor que el del par I2 /2I- ). Para que esta reacción reversible se produzca de una manera suficientemente completa y en la dirección necesaria, es indispensable un gran exceso de KI: cuanto mayor será este último tanto menor será el potencial del par I2 /2I-. A pesar de que los iones H+ no intervienen en esta reacción, para inhibirla hidrólisis de sales de cobre, que disminuye el potencial del par Cu+2/CuI y retarda la reacción, conviene crear un medio débilmente ácido. Las diferentes reacciones que se dan durante éste análisis son las siguientes: 3.1. Precipitación – Neutralización A. CuSO4 + 4NH4OH  [Cu (NH3)4] SO4 + 4H2O Azul oscuro B. Fe2 (SO4)3 + 6NH4OH  2Fe (OH)3 + 3(NH4)2SO4 Café oscuro C. [Cu(NH3)4]SO4 + 4CH3COOH  Cu(CH3COO)2 + (NH4)SO4 + 2CH3COONH4
  7. 7. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAM MARCOS E.A.P INGENIERÍA METALÚRGICA ANÁLISIS MINERAL CUANTITATIVO LARA SUAREZ JOSÉ LUIS Página 7 D. Fe(OH)3 + 3CH3COOH  Fe(CH3COO)3 + 3H2O Pardo rojizo E. Fe(CH3COO)3 + 6NaF  [FeF6]Na3 + 3NaCH3COO Complejo cristalino 3.2. Reacciones de titulación: 4. INTERFERENCIAS Los elementos más comunes que se encuentran asociados con el cobre en la naturaleza, que interfieren en el método y que pueden volverse inactivos, son hierro, arsénico y antimonio. El hierro férrico es reducido por el yoduro. Las interferencias del hierro se evitan usando el NaF, que forma el Na3[FeF6], el cual no reacciona con el yoduro, en soluciones levemente ácidas. De esta forma el hierro se hace inactivo y el pH se ajusta al valor correcto, donde la reducción de los iones cúpricos es completa. El arsénico y el antimonio no deben estar presentes en forma trivalente, pues consumen yodo. Estos elementos generalmente estarán presentes en el estado pentavalente como consecuencia del ataque oxidante, utilizado para disolver la muestra. Los minerales del Cu comúnmente contienen Fe, As y Sb. Estos elementos en sus E. O. más altos (como se encuentran por lo general después del proceso de disolución) oxidan al I- causando interferencia. La interferencia de Fe se puede evitar con la adición de bifloruro de amonio, NH4HF2, que convierte al ión hierro (III) en el complejo estable Fe F6-3. El Sb y As no oxida al I- excepto en soluciones muy ácidas. Al ajustar con amortiguador el pH alrededor de 3.5 se elimina la interferencia de estos dos elementos. Pack sugirió utilizar un amortiguador de Ftalato con este propósito. Sin embargo, investigaciones posteriores demostraron que una solución de ión bifloruro, HF2- adicionado al complejo de hierro forma un amortiguador común con un pH aproximado al deseado por lo que es innecesario un amortiguador adicional.
  8. 8. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAM MARCOS E.A.P INGENIERÍA METALÚRGICA ANÁLISIS MINERAL CUANTITATIVO LARA SUAREZ JOSÉ LUIS Página 8 Reacción producida: 2Cu+2 + 4H-  2CuI (s) + I2 Cuando se adicionan iones I- a una solución de Cu (II), se forma un precipitado de CuI. La reacción se desplaza hacia la derecha con la formación del precipitado y también por la adición de exceso de ión yoduro. El pH de solución se debe mantener de preferencia entre 3 y 4 por medio de un sistema amortiguador. En valores de pH más altos ocurre una hidrólisis parcial del ión Cu (II) y la reacción con el I- es lenta. En solución muy ácida sucede la oxidación del ión yoduro catalizada por el Cu a una velocidad apreciable. Si el almidón que se emplea en el amortiguador (como el acetato) forma un complejo bastante estable con el ión Cu (II), esto, puede evitar que la reacción entre los iones Cu (II) y I-se complete. Conforme el I2 se elimina por la titulación con S2O3- 2, el complejo de Cu (II) se disocia para formar más ión Cu (II), el cual a su vez reacciona con el I–para liberar más I2, ión que origina que el punto final se repita. Se ha encontrado que el I2 se adsorbe en la superficie del precipitado del yoduro de cobre (I), haciéndolo aparecer grisáceo en vez de blanco. A menos que el yodo se desplace el punto final se alcanzara demasiado rápidamente y puede volver a aparecer si el yodo se des adsorbe lentamente de la superficie del precipitado. Foote y Vance encontraron que la adición de KSCN justo antes de alcanzar el punto final da un cambio de color más definido. Hay dos razones que explican esto: 1º El CuSCN de Cu (I) es menos soluble que el CuI y la reacción se completa aún en presencia de aniones que pueden formar complejos. 2Cu+2 + 2I- + 2SCN-  2CuSCN(s) + I2 2º El SCN- de Cu (I) se puede formar sobre la superficie de las partículas de I- de Cu (I) que ya están precipitados. CuI(s) + SCN-  CuSCN(s) + I2 El ión SCN- se adsorbe con mayor fuerza que el ión I3- en la superficie del CuSCN. Con esto el yodo es desplazado de la superficie y puede reaccionar con rapidez con el tiosulfato. El tiocianato no se debe agregar hasta que la mayor parte del I2 se haya titulado, ya que el yodo pierde oxidar al S2O3-2
  9. 9. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAM MARCOS E.A.P INGENIERÍA METALÚRGICA ANÁLISIS MINERAL CUANTITATIVO LARA SUAREZ JOSÉ LUIS Página 9 4.1. PROCESO Y TRATAMIENTO DE LA MUESTRA Los minerales de cobre contienen normalmente cantidades más o menos elevadas de antimonio y/o arsénico y de hierro y los métodos de análisis están elaborados con vistas a evitar las interferencias de estos elementos. El mineral de cobre se disuelve en ácido nítrico: Cu + 4H- + 2NO-  Cu+2 + 2NO2 + 2H2O Cu2S + 8H- + 4NO3 -  2Cu+2 + S + 4NO2 + 2H2O El hierro, el antimonio y el arsénico del mineral quedaran en la disolución en sus estados más elevados, aunque puede no haberse logrado la oxidación completa del antimonio y del arsénico. Si aparece sílice, se separa por filtración y el filtrado se evapora con ácido sulfúrico hasta humos, para desplazar el exceso de ácido nítrico. La eliminación de las interferencias de hierro, arsénico y/o antimonio se verifica por el método introducido por Park. La disolución sulfúrica se trata con agua de bromo para completar la oxidación de arsénico (III) y antimonio (III): HAsO2 + 2H2O + Br2  H3AsO4 + 2H- + 2Br- Por adición de hidróxido de amonio se destruye el exceso de bromo y de H-: 3Br2 + 8NH4OH  6Br- + 2N2 + 6NH4 + + 8H2O Se añade bifloruro amónico para acomplejar el hierro (III): Fe+3 + 3HF2 -  3H+ + FeF6 -3 Para evitar que el hierro (III) libere yodo del yoduro. Se añade ftalato ácido de potasio para taponar la disolución a pH 3.5 y conseguir así que el arsénico (V) y el antimonio (V) no oxiden al yoduro. El mismo bifloruro amónico actúa como tampón en esta zona de pH y no es preciso el ftalato ácido de potasio si se añade suficiente cantidad de bifloruro amónico.
  10. 10. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAM MARCOS E.A.P INGENIERÍA METALÚRGICA ANÁLISIS MINERAL CUANTITATIVO LARA SUAREZ JOSÉ LUIS Página 10 5. EQUIPOS, MATERIALES Y REACTIVOS 5.1. EQUIPOS - Balanza analítica (sensibilidad 0,1 mg) - Planchas de ataque químico - Dispensadores automáticos de 25 ml div. 0,5 ml, para la adición de ácidos. Campanas extractoras. 5.2. MATERIALES - Brocha - Bureta de vidrio de 50 ml div. 0,01 ml, clase A - Espátula - Fiolas de 1000 ml +/- 0,06; clase A - Vasos de precipitado de 400 ml - Lunas de reloj de 9 cm de diámetro - Pinzas para vasos - Bombillas de jebe - Pizeta - Detergente para lavado de material de vidrio. 5.3. REACTIVOS - Ácido nítrico concentración 67 – 69% grado reactivo - Hidróxido de amonio concentrado - Ácido Clorhídrico - Ácido acético - Acetato de sodio - Fluoruro de sodio - Yoduro de potasio - Solución de almidón al 1 % - Solución de tiocianato de potasio al 10 % (w/v) - Solución de tiosulfato de sodio (1 ml = 0,005 g de Cu) - Agua destilada 6. ESTÁNDARES - Primario: Denominándose así al cobre electrolítico de 99,99 %de pureza. - Secundarios: Son las soluciones estándares preparadas a partir del estándar primario.
  11. 11. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAM MARCOS E.A.P INGENIERÍA METALÚRGICA ANÁLISIS MINERAL CUANTITATIVO LARA SUAREZ JOSÉ LUIS Página 11 7. SEGURIDAD Los reactivos usados son en su mayoría son corrosivos, los ácidos se vuelven más peligrosos cuando son sometidos a la acción del calor, ya que los hace más activos. Por lo que se deberá extremar las precauciones para su manejo y almacenamiento. El manejo de los ácidos concentrados debe realizarse utilizando los equipos dispensadores automáticos correspondientes y bajo campana extractora. El ácido nítrico es un ácido corrosivo peligroso, manipular con materiales de seguridad adecuada. Son productos incompatibles con el ácido nítrico concentrado, el ácido acético, anilina, óxido de cromo (VI), ácido cianhídrico, sulfuro de hidrógeno, líquidos y gases inflamables. Debe usarse en todo momento el equipo de protección personal: mandil, zapatos, lentes de seguridad. En caso de manipulación de reactivos, material peligroso, o en ambientes peligrosos, deberá usarse, guantes de seguridad, mascarilla de protección respiratoria adecuada. Evitando en todo momento el contacto con la piel, ojos y mucosas. Si fuesen precisas más informaciones detalladas, se podrá remitir a las hojas de seguridad MSDS. Estas hojas de datos contienen, en forma comprensible datos sobre propiedades peligrosas y almacenamiento sin peligro, indicaciones sobre peligros para la salud y medidas para la protección de la salud y para los primeros auxilios.
  12. 12. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAM MARCOS E.A.P INGENIERÍA METALÚRGICA ANÁLISIS MINERAL CUANTITATIVO LARA SUAREZ JOSÉ LUIS Página 12 8. PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIÓN a) Pesar 0.3 gramos de muestra en un matraz de 300 ml. b) Adicionar una pizca de Clorato de Potasio y 15ml de ácido nítrico, cubrir el vaso con un vidrio de reloj y calentar cerca del punto de ebullición en la plancha. c) Añadir también 10 ml de ácido clorhídrico concentrado y calentar hasta cerca del punto de ebullición, hasta que el residuo sea blanco o sólo un poco gris. d) Enfriar, añadir 5 ml de ácido sulfúrico concentrado y evaporar hasta desprendimiento intenso de humos densos blancos de trióxido de azufre, fumar a fuego directo hasta casi sequedad. e) Adicionar agua destilada hasta 40 ml y echar agua de bromo 10 ml. Llevar a plancha y hervir hasta que no se detecte el olor a bromo en los vapores y hasta eliminar el exceso de agua de bromo. El agua de bromo completa la oxidación del arsénico y/o antimonio. f) Debido a la presencia de la sal amónica formada en la neutralización, el precipitado blanco azulado puede no aparecer. La formación del primer color azul intenso en la disolución indica que el ácido libre ha sido neutralizado. g) Añadir hidróxido de amonio hasta la precipitación completa de óxido férrico hidratado. El hidróxido de amonio neutraliza el exceso de ácido en la disolución, con lo que luego puede ajustarse bien el pH. h) Un retorno rápido del color azul puede ser debido a insuficiente tampón y a un elevado pH, en el cual la oxidación del ión yoduro por el ión cúprico es algo lenta. i) Adicionar fluoruro de sodio para acomplejar a todo el hierro presente (Hasta que la solución se torne de color celeste) adicionar un ligero exceso. j) Añadir 4g de yoduro de potasio. Valorar sin demora con disolución patrón de Tiosulfato de sodio (Na2S2O3), hasta que casi desaparezca el color amarillo; añadir 2g de KSCN y 5 ml de disolución de almidón y completar la valoración gota a gota hasta la desaparición del color azul, que no debe reaparecer en varios minutos. Al final de la titulación se aprecia un precipitado color blanco lechoso.
  13. 13. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAM MARCOS E.A.P INGENIERÍA METALÚRGICA ANÁLISIS MINERAL CUANTITATIVO LARA SUAREZ JOSÉ LUIS Página 13 9. PREPARACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE TIOSULFATO DE SODIO a) Pesar 390,64 g de tiosulfato de sodio pentahidratado (Na2S2O3.5H2O) extra puro o calidad reactivo en vaso de 2 litros. b) Disolver completamente en aproximadamente 1 litro de agua destilada fría. c) Pesar 2 g de carbonato de sodio (Na2CO3), adicionar a la solución de tiosulfato de sodio. Medir pH >9 d) Transferir la solución anterior a un recipiente de 20 litros de capacidad. e) Agitar vigorosamente y dejar reposar por lo menos 24 horas antes de efectuar la factorización respectiva. 10.PREPARACIÓN DE LAS SOLUCIONES ESTÁNDARES DE COBRE a) A partir del cobre electrolítico desoxidado (*), preparar soluciones estándares de concentraciones de 1, 3, 6 y 9 g/L. (*)- En un vaso de 250 ml colocar trozos de cobre electrolítico y lavar tres veces con solución de HNO3 (1:10) agitar en frío por dos minutos y separar de la solución de ácido. - Lavar tres veces con agua destilada fría. - Luego pasar por alcohol etílico tres veces y secar con papel toalla e inmediatamente pesar. b) Pesar 1, 3, 6 y 9 g de cobre electrolítico 99,99 % de pureza en vasos de 400 ml. Agregar 50 ml de agua destilada y 50 ml de ácido nítrico (de 10 en 10 ml); tapar con luna de reloj. Para completar la reacción colocar en plancha de ataque hasta la disolución total del cobre. Enfriar y aforar con agua destilada en fiola de1000 ml.
  14. 14. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAM MARCOS E.A.P INGENIERÍA METALÚRGICA ANÁLISIS MINERAL CUANTITATIVO LARA SUAREZ JOSÉ LUIS Página 14 11.FACTORIZACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE TIOSULFATO DE SODIO a) Medir 5 ml de muestra por sextuplicado en vasos de 400 ml de cada una de las soluciones estándares preparados (1, 3, 6 y 9 g/L). Agregar 50 ml de agua destilada y continuar con el procedimiento como se especifica en el punto 6 del método respectivo. b) Cálculos: (1 ml de solución de tiosulfato = 0,005g de Cu) Consumo teórico = (C x V) / (0,005 x 1000) F = (consumo teórico / consumo real) Dónde: C: Concentración de la solución estándar (1, 3, 6 ó 9 g/L). V: volumen de muestra (ml). F: Factor de cálculo de la solución de tiosulfato de sodio (1 ml = 0,005 g de cobre). Consumo real: Volumen (ml) de tiosulfato de sodio consumido en la titulación. 12.PREPARACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE ALMIDÓN El almidón se utiliza a menudo en la química como un indicador para valoraciones redox triyoduro donde está presente. El almidón forma un complejo azul-negro muy oscuro con triyoduro que puede hacerse por el yodo con yoduro de mezcla. Durante titulaciones de yodo, soluciones de yodo concentradas deben hacerse reaccionar con un poco de reactivo de valoración, a menudo tiosulfato, con el fin de eliminar la mayor parte del yodo antes de añadir el almidón. Esto es debido a la insolubilidad del complejo almidón-yodo, que puede impedir que algunos de los yodo reaccionar con el reactivo de valoración. Cerca del punto final, se añade el almidón, y el proceso de titulación se reanuda teniendo en cuenta la cantidad de tiosulfato añadió antes de añadir el almidón.  Pesar 5 g de almidón soluble +/- 0,1 g.  Transferir a un vaso de 250 ml.  Agregar 5 ml de agua destilada.  Agitar con una varilla de vidrio hasta formar una pasta homogénea libre de grumos.  En una fiola de 500 ml calentar 400 ml de agua destilada hasta ebullición.  Mientras hierve el agua destilada, agregar la pasta de almidón y continuar la ebullición hasta que la solución quede transparente. Enfriar.  Ajustar el volumen a 500 ml con agua destilada.
  15. 15. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAM MARCOS E.A.P INGENIERÍA METALÚRGICA ANÁLISIS MINERAL CUANTITATIVO LARA SUAREZ JOSÉ LUIS Página 15 13.CONTROL DEL MEDIO AMBIENTE  La operación de las campanas extractoras debe ser al 100 % para asegurar mantener un ambiente de trabajo, libre de gases.  Las soluciones acuosas ácidas inorgánicas, antes de ser emitidas como afluentes, se neutralizan cuidadosamente con hidróxido de sodio, en el recipiente colector, con controles constantes de pH.  Los desechos de materiales de vidrio son destinados a un cilindro especial. 14.CONCLUSIONES  Una de las técnicas más eficaces para la determinación de Cu es la titulación por yodometría.  Mediante el análisis cualitativo de cobre, se pudo demostrar que la muestra de mineral escogido contiene cobre.  Se trató la muestra adecuadamente logrando evitar la interferencia de Fe, As y Sb durante el proceso.  En el ámbito laboral, la determinación de cobre es muy importante para elegir el método más favorable para la extracción del metal.  En el campo minero, la determinación de cobre nos permitirá establecerla ley del mineral, con lo cual sabremos si la explotación de una mena resulta rentable.
  16. 16. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAM MARCOS E.A.P INGENIERÍA METALÚRGICA ANÁLISIS MINERAL CUANTITATIVO LARA SUAREZ JOSÉ LUIS Página 16 15.BIBLIOGRAFÍA - “Química Analítica Cuantitativa” Voguel Arthur - Editorial Kapeluz - Argentina - “Análisis Químico Cuantitativo” Ayres Frank – Editorial Mc Gaw Hill - “Análisis Químico Cuantitativo” Flasckka D - Editorial Iberoamericana - “Química Inorgánica” Pauling Linus - Editorial Addison-Wesley - “Análisis Químico” Guyter Walter - Editorial Interamericana - “Análisis Cuantitativo”

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