Titulación coloidal, ventajas y desventajas.
La titulación coloidal es un método volumétrico para la determinación de polielectrolitos cargados en soluciones acuosas. Se basa en la reacción entre polímeros con cargas opuestas, que al interactuar de manera estequiométrica se neutralizan y tienden a precipitar.
En una titulación directa, se determina la concentración del polielectrolito catiónico mediante la adición del titulante aniónico, frecuentemente en presencia de un indicador de carga positiva. Para los polielectrolitos aniónicos se usa la titulación indirecta, donde primero se añade un exceso de una cantidad conocida del polielectrolito catiónico y posteriormente se determina el exceso con el titulante aniónico.
Entre los polielectrolitos catiónicos más comúnmente usados, está el glicol quitosano, un polisacárido con grupos amino que se encuentran protonados a pH por debajo de 5. El metil glicol quitosano, por su parte, conserva su naturaleza catiónica a pH tanto ácido como básico. El cloruro de polidialildimetilamonio (pDADMAC) es otro polímero lineal con carga positiva uniforme independiente del pH.
El titulante aniónico más usado es el polivinilsulfato de potasio (PVSK), que debe su naturaleza aniónica a la presencia de diversos grupos sulfato. Como indicador de punto de equivalencia se suele usar el azul de toluidina, un colorante catiónico de color azul. En una titulación con PVSK, el indicador se une al exceso de titulante tomando un color rojo-violeta, indicando el fin de la reacción de neutralización. El punto de equivalencia puede también medirse por conductimetría, turbidimetría o mediante el potencial Z.
En Fujifilm Wako contamos con diversos productos con certificado de trazabilidad para la realización de titulaciones coloidales, por ejemplo:
Solución N/400 PVSK (167-28105). El polivinilsulfato es usado para la determinación cuantitativa del quitosan y otros coagulantes poliméricos catiónicos; y en combinación con glicol quitosan en titulaciones indirectas. El producto tiene un factor de trazabilidad en SI, que se determina con respecto a cloruro de hexadecilpiridino valorado en el AIST (Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada) de Japón.
Solución Indicadora de Azul de Toluidina (205-05811). La molécula presenta dos principales picos de absorción en el rango de 400-800 nm, con la coloración azul (máximo de 628 nm) que disminuye durante la titulación mientras que la rojo-violeta (509 nm) aumenta.
En la industria papelera los polielectrolitos son usados frecuentemente, por ejemplo, como agentes de retención, para mejorar el drenado durante la formación del papel, o para aumentar su fuerza. Por ello, la titulación coloidal es muy usada para cuantificar y caracterizar los electrolitos y calcular la demanda catiónica de la pulpa.
En el tratamiento de agua industrial de descarga se suelen usar polielectrolitos como floculantes, buscando evitar la formación de emulsiones que dificultan el tratamiento microbiológico de dichas aguas, y en la remoción de metales. El monitoreo de estos polielectrolitos se realiza mediante titulación coloidal, mientras que en el análisis de alimentos se usa para la medición de pectina, taninos, ácido algínico y agar, entre otros.
El proceso es ampliamente usado pues no requiere de equipo especializado y es relativamente rápido y sencillo. La detección puede ser automatizada fácilmente con un espectrofotómetro. Por otra parte, existen diversos aspectos que deben ser considerados para que la titulación se pueda realizar exitosamente.
Primero, se debe trabajar en condiciones que permitan la presencia de las cargas necesarias en los reactivos. Para ello hay que monitorear el pH y la concentración de sales. Con respecto al indicador, se recomienda trabajar cerca de la temperatura ambiente y con una concentración suficientemente alta para proporcionar una señal nítida y detectable al equipo, pero no tanto que ocasione precipitación. En una titulación, los polielectrolitos tienden a precipitar al neutralizarse, generándose un coloide que puede dificultar la detección del punto de equivalencia, por lo que se debe cuidar la concentración del analito presente.
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Bilbiografía
Hubbe, M. A. (2000). Selecting and interpreting colloidal charge measurements. Proc. Scientific & Technical Advances in Wet End Chemistry, Barcelona, Spain, PIRA Intl., Leatherhead.
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