Gravimetria

GRAVIMETRÍA

El análisis gravimétrico o gravimetría consiste en determinar la cantidad proporcionada de un elemento, radical o compuesto presente en una muestra, eliminando todas las sustancias que interfieren y convirtiendo el constituyente o componente deseado en un compuesto de composición definida, que sea susceptible de pesarse. La gravimetría es un método analítico cuantitativo, es decir, que determina la cantidad de sustancia, midiendo el peso de la misma con una balanza analítica y por último sin llevar a cabo el análisis por volatilización.

Características generales de la gravimetría:

 Selectividad

Está vinculada a la selectividad del reactivo analítico precipitante seleccionado.

 Sensibilidad

Al igual que las volumetrías solo se pueden aplicar para el análisis de componentes mayoritarios. La concentración del analito ha de ser superior al 1% del contenido de la muestra.

 Exactitud

Excelente 1-2%. Los cálculos son estequiométricos.

 Precisión

Balanzas analíticas.

 Otras

No se requieren estándares.

No requieren calibración.

Mínimos requerimientos instrumentales.

Son procedimientos tediosos (lentos).

Métodos utilizados en el análisis gravimétrico.

Método por precipitación

En este tipo de análisis suele prepararse una solución que contiene al analito ya que este está en solución madre, a la que posteriormente se agrega un agente precipitante, que es un compuesto que reacciona con el analito en la solución para formar un compuesto de muy baja solubilidad. Posteriormente se realiza la separación del precipitado de la solución madre empleando técnicas sencillas de separación tales como la decantación y/o el filtrado. Una vez separado el sólido precipitado de la solución se procede a secarlo en un horno o estufa para eliminar el remanente de humedad, para finalmente pesarlo y relacionar de esta forma la cantidad de precipitado con la cantidad de analito en la muestra original. El analito a cuantificar se establece de acuerdo a la reacción y su relación estequimiometrica con el agente precipitante

Método por volatilización

En este método se miden los componentes de la muestra que son o pueden ser volátiles. El método será directo si evaporamos el analito y lo hacemos pasar a través de una sustancia absorbente que ha sido previamente pesada así la ganancia de peso corresponderá al analito buscado; el método será indirecto si volatilizamos el analito y pesamos el residuo posterior a la volatilización así pues la pérdida de peso sufrida corresponde al analito que ha sido volatilizado.

Aplicaciones por volatilización:

La gravimetria por volatilización se puede aplicar en un estudio de CO2 en determinado espacio.

Ejemplos:

CaCO3  CaO + CO2

g1 g2

g1 – g2 = peso de CO2

Esta gravimetría se denomina indirecta.

También puede realizarse en forma directa pesando la sustancia volátil, que es

recogida en un absorbente adecuado. Por ejemplo, el CO2 desprendido se puede, recoger en un tubo pesado (g1) que contiene KOH.

CO2 + 2 KOH K2CO3 + H2O

Se vuelve a pesar y obtenemos (g2). La diferencia g2 – g1 nos da el peso de CO2. En

general se determina la pureza, o sea el %.

Método por electrodeposición

Este método se basa en la deposición sobre un electrodo de un compuesto de relación conocida con el analito que se requiere cuantificar. La cuantificación se realiza mediante la diferencia de peso que se produce en los electrodos antes y después de realizar una reacción redox en la solución problema, que se moldea ocasionando la precipitación del analito o de un compuesto formado por el mismo.

El método gravimétrico hace uso de campos de potencial natural igual al método magnético y a algunos métodos eléctricos. El campo de potencial natural observado se compone de los contribuyentes de las formaciones geológicas, que construyen la corteza terrestre hasta cierta profundidad determinada por el alcance del método gravimétrico (o magnético respectivamente). Generalmente no se puede distinguir las contribuciones a este campo proveniente de una formación o una estructura geológica de aquellas de las otras formaciones o estructuras geológicas por el método gravimétrico, solo en casos especiales se puede lograr una separación de los efectos causados por una formación o estructura geológica individual. Se realiza mediciones relativas o es decir se mide las variaciones laterales de la atracción gravitatoria de un lugar al otro puesto que en estas mediciones se pueden lograr una precisión satisfactoria más fácilmente en comparación con las mediciones del campo gravitatorio absoluto.

Aplicaciones del análisis gravimétrico y volumétrico en Ingeniería Ambiental

 Análisis Gravimétrico: Determinación de sólidos disueltos, totales, volátiles o fijos. Determinación de contenido de humedad de los suelos: Aguas subterráneas.

En acuíferos de aguas subterráneas saturados, todos los espacios de poros disponibles que se llenan con agua (contenido de agua volumétrico = porosidad). Por encima de la franja capilar, los espacios de poro tienen aire en ellos. La mayoría de los suelos tienen un contenido de agua inferior a la porosidad, que es la definición de condiciones no saturadas, y constituyen el sujeto de hidrogeología denominado zona no saturada. La franja capilar de la tabla de agua es la línea divisoria entre condiciones saturadas e insaturadas. El contenido de agua en la franja capilar disminuye al aumentar la distancia por encima de la superficie de la capa freática.

Una de las principales complicaciones que se plantea en el estudio de la zona no saturada, es el hecho de que la conductividad hidráulica no saturada es una función del contenido de agua del material. Cuando el material se seca, las vías de conexión húmeda a través del medio se hacen más pequeñas, la conductividad hidráulica disminuye con un menor contenido de agua de una forma no lineal.

Una curva de retención de agua es la relación entre el contenido de agua volumétrico y el potencial hídrico del medio poroso.

 Análisis volumétrico: Son mucho más rápidos que los gravimétricos y se utiliza en ingeniería ambiental para evaluar parámetros de calidad de agua tales como: DQO, DQO, OD, CD, Cloruros, etc.

En síntesis, en Ingeniería Ambiental se aplica de forma práctica el desarrollo del método volumétrico y gravimétrico en la determinación de acidez, alcalinidad, cloruros, dureza, metales, sólidos disueltos, volátiles y sedimentables en muestras de agua naturales. Así como en muestras de suelos.

De esta experiencia se puede concluir que los análisis gravimétricos y volumétricos son de gran utilidad para el ingeniero ambiental, puesto que son de gran aplicabilidad para determinar los parámetros de calidad de agua, ya sea domésticas, residuales, potables, contaminadas, industriales, etc. Así como también, para determinar el grado de concentración de un contaminante por ejemplo, en un cuerpo de agua. Para lo cual se debe realizar una titulación volumétrica utilizando una solución estandarizada con un patrón primario (Ftalato de potasio u otros) que determina y corrobora la concentración real de dicho contaminante, que durante esta experiencia se tomó como la aspirina. Donde se determinó su masa y número de moles del principal ácido que la contiene, el ácido acetilsalicílico. Podemos constatar finalmente que se cumplieron los objetivos de la experiencia.

BIBLIOGRAFIA

Análisis químico de los alimentos: métodos clásicos. -- Ciudad de La

Habana: Editorial Universitaria, 2004. -- ISBN 978-959-16-0253-4.

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