Porcentaje de nitrógeno en un alimento a partir de una valoración (5336)

, por F_y_Q

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Se tienen 2 g de un producto alimenticio que son descompuestos mediante reacciones químicas, por lo que el nitrógeno pasa al estado de ion amonio. Después del ataque el líquido se diluye, se alcaliniza y se destila. El $$$ \text{NH}_3$$$ desprendido se neutraliza con 25 mL de $$$ \text{H}_2\text{SO}_4$$$ (0.5 N). Al final de la destilación, el exceso de ácido se valora con NaOH, gastándose 16.4 mL de la solución 0.5 M. Determina el porcentaje de nitrógeno en el producto.

P.-S.

La estrategia que te propongo para resolver el problema será ir deshaciendo el camino analítico que indica el enunciado que se ha realizado.

Moles de ácido sobrantes.

Los moles de base consumidos son:

$$$ \require{cancel} \text{n}_{\text{NaOH}} = 16.4\cdot 10^{-3}\ \cancel{\text{L}}\cdot \dfrac{0.5\ \text{mol}}{\cancel{\text{L}}} = \color{royalblue}{\bf 8.2\cdot 10^{-3}\ mol}$$$

La reacción de neutralización es:

$$$ \color{forestgreen}{\bf 2NaOH + H_2SO_4\ \to\ Na_2SO_4 + 2H_2O}$$$

Los moles de ácido que habrá reaccionado con los moles de NaOH calculados serán:

$$$ \require{cancel} 8.2\cdot 10^{-3}\ \cancel{\text{mol NaOH}}\cdot \dfrac{1\ \text{mol}\ \text{H}_2\text{SO}_4}{2\ \cancel{\text{mol NaOH}}} = \color{royalblue}{\bf 4.1\cdot 10^{-3}\ mol\ H_2SO_4}$$$

Moles de ácido usados en la neutralización del amoniaco:

Serán la diferencia entre los moles de $$$ \text{H}_2\text{SO}_4$$$ usados y los que has calculado que sobraron y fueron valorados con el NaOH. Como el ácido es diprótico, la molaridad del ácido es la mitad que su normalidad:

$$$ \require{cancel} \text{n}_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 25\cdot 10^{-3}\ \cancel{\text{L}}\cdot \dfrac{0.25\ \text{mol}}{\cancel{\text{L}}} = \color{royalblue}{\bf 6.25\cdot 10^{-3}\ mol}$$$

Habrán sido usados en la neutralización del amoniaco:

$$$ (6.25\cdot 10^{-3} - 4.1\cdot 10^{-3}) = \color{royalblue}{\bf 2.15\cdot 10^{-3}\ mol\ H_2SO_4}$$$

La reacción de neutralización es:

$$$ \color{forestgreen}{\bf 2NH_3 + H_2SO_4\ \to\ (NH_4)_2SO_4}$$$

Serán el doble de moles de nitrógeno los que contenía el alimento, es decir, $$$ 4.3\cdot 10^{-3}\ \text{mol N}$$$.

Masa de nitrógeno contenida en el alimento:

$$$ \require{cancel} 4.3\cdot 10^{-3}\ \cancel{\text{mol}}\ \text{N}\cdot \dfrac{14\ \text{g}}{1\ \cancel{\text{mol}}} = \color{royalblue}{\bf 6\cdot 10^{-2}\ g\ N}$$$

Ahora queda calcular la el porcentaje que representa esta masa en el total de la masa del alimento:

$$$ \require{cancel} \dfrac{6\cdot 10^{-2}\ \cancel{\text{g}}}{2\ \cancel{\text{g}}}\cdot 100 = \color{firebrick}{\boxed{\bf 3\ \%}}$$$