Análisis Gravimétrico

ANALISIS GRAVIMÉTRICO

1. Introducción

El objetivo del presente trabajo es el estudio de otro tipo de análisis químico, el análisis gravimétrico, que surge como aplicación directa del equilibrio heterogéneo.

El término gravimétrico se refiere a las mediciones de peso, así, se califica de gravimétrico a todo método de análisis que termina con una operación de pesada. De modo representativo, un análisis gravimétrico comprende dos determinaciones de peso, la primera, el peso de la muestra inicial, y la segunda el peso final de una fase pura, separada del resto de los componentes de la muestra que contiene el constituyente que se desea determinar. Dicha fase pura puede ser el constituyente mismo o un compuesto de composición conocida y definida; a partir del peso de este último se halla el peso del constituyente buscado. La separación del constituyente a determinar del resto de los constituyentes de la muestra puede efectuarse de varias formas.

2. Clasificación de los métodos gravimétricos

La clasificación de los métodos gravimétricos se basa fundamentalmente en los métodos de separación empelados:

1 – Métodos de precipitación

2 – Métodos de volatilización o desprendimiento.

3 – Métodos gravimétricos de electroanálisis o electrogravimétricos.

4 – Métodos especiales (extracción, fraccionamiento, etc.)

2.1 Métodos de precipitación

El constituyente que se está determinando se precipita en forma de compuesto muy poco soluble y se determina el peso de éste último (o de la sustancia en la cual puede ser ventajoso convertir la forma precipitada antes de pesarla).

Por ejemplo. Al determinar cloro se trata una solución de la muestra con exceso de NO3Ag para precipitar AgCl; se filtra el precipitado, se lava para liberarlo de sustancias solubles, se seca y se pesa como AgCl. En base al peso del precipitado seco se halla fácilmente el peso y el porcentaje de cloro como cloruro. Frecuentemente, el constituyente en cuestión se pesa en una forma distinta de aquella en que fue precipitado. Así, por ejemplo, el calcio se determina precipitándolo como oxalato de calcio monohidratado, pero se pesa preferiblemente como carbonato de calcio.

Las determinaciones electrolíticas, en las cuales se separan metales como tales sobre el cátodo o algunos aniones se depositan como sales poco solubles sobre un ánodo de metal adecuado (haluros como haluros de plata sobre un ánodo de plata) conocidos como Métodos Electrogravimétricos, pertenecen a la clase de procesos de precipitación. Los métodos de precipitación son de aplicación general.

2.2 Métodos de volatilización o desprendimiento

En este caso, uno o más constituyentes de la muestra son volátiles o pueden transformarse en sustancias volátiles.

Se dividen en:

a. Métodos directos: el constituyente volatilizado o desprendido se absorbe en un medio adecuado y se determina el aumento de peso. El método es específico si no hay presentes otros componentes volátiles que puedan absorberse. Por ejemplo, puede determinarse agua en un sólido calentando la muestra a una temperatura adecuada y absorbiendo el agua volatilizada en un deshidratante adecuada tal como (ClO4)2Mg anhidro. Aún si hubiera CO32- en la muestra, el CO2 desprendido por calentamiento NO interferirá, ya que el gas no es retenido por el (ClO4)2Mg. Análogamente puede determinarse el CO2 presente como CO32- o HCO3- , tratando la muestra con exceso de ácido y absorbiendo el gas en una sustancia apropiada tal como cal sodada, después que la corriente del gas ha sido pasada a través de un deshidratante para eliminar el vapor de agua. Por lo tanto, tenemos en este caso una separación química de dos constituyentes volátiles. A veces se efectúa la separación de componentes volátiles por métodos físicos como la condensación fraccionada. Evidentemente es fácil hacer la determinación de modo que puedan obtenerse simultáneamente el contenido de H2O y de CO2. Este procedimiento tiene una aplicación importante en el análisis elemental de compuestos orgánicos, en el cual se quema la muestra con una corriente de oxígeno, y el agua y el CO2, formados por oxidación del hidrógeno y el C respectivamente, se absorben separadamente en un dispositivo adecuado de absorción.

b. Métodos indirectos (por diferencia): en este caso se determina el peso del residuo que queda después de la volatilización de un constituyente y se determina la cantidad del constituyente buscado (que puede ser tanto el volatilizado como el que queda en el residuo) en base al cambio de peso. Este método es muy simple, pero no aplicable a menudo, ya que puede haber mas de una sustancia volátil en la muestra o esta puede sufrir cambios químicos que conduzcan a cambios de peso del residuo (oxidación por ejemplo). Como ejemplo simple, supongamos que se desea hallar la cantidad de sal (o sales) disuelta en una disolución acuosa. Esto puede hacerse evaporado el agua, secando el residuo a una temperatura adecuada y pesándolo.

El método tiene importancia práctica en la determinación indirecta de agua. Si la muestra no se descompone por calentamiento puede determinarse su contenido acuoso, calentando a la temperatura suficientemente alta como para expulsar toda el agua y pesando luego el residuo. Si la sustancia se descompone y desprende productos volátiles a la temperatura requerida para expulsar el agua, a veces es posible agregar a la muestra una cantidad pesada de un sólido no volátil que se combine con los productos volátiles de descomposición y los retenga.

2.3 Métodos especiales: la solubilidad diferencial de los componentes de la mezcla también es una propiedad que resulta útil en el análisis gravimétrico.

Los métodos basados en este principio se usan frecuentemente en análisis orgánico, pero menos frecuentemente en análisis inorgánico. Puede citarse como ejemplo la separación y determinación de potasio en presencia de sodio por la extracción de los percloratos en esos metales con un solvente orgánico.

El KClO4 es insoluble en alcohol absoluto mientras que el NaClO4 es fácilmente soluble.

Es decir, lo consideramos como un método extractivo gravimétrico. En estos métodos, los componentes extraños que acompañan, son disueltos con un solvente apropiado y separado del componente o compuesto a determinar. Luego el residuo es pesado luego de haberse secado.

Otro ejemplo, es la determinación de oro en aleaciones de plata que lo contienen en poca cantidad. Se disuelve con ácido nítrico fumante la plata y se pesa el oro. Este método es usado si tiene por lo menos 75% de plata.

3.

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