BASES TEORICAS DE GRAVIMETRIA

[pic 1]QUÍMICA ANALÍTICA CUANTITATIVA

Es la rama de la química analítica encargada de determinar la composición cuantitativa (porcentual, ppm, g, etc) de las muestras. Los métodos de análisis cuantitativo se clasifican en:

1. METODO GRAVIMÉTRICO

2. MÉTODO VOLUMÉTRICO

METODO GRAVIMÉTRICO O GRAVIMETRIA

Denominado método cuantitativo por pesadas, es más exacto que el método volumétrico pero más laborioso por lo que demanda mucho tiempo para obtener los resultados.

Los métodos gravimétricos son:

1. Método Gravimétrico de Precipitación: Denominado así por que el componente buscado o investigado se obtiene en forma de un precipitado como producto de una reacción de precipitación.

Este método consta de los siguientes pasos:

✔ Pesar la muestra sólida pulverizada (entre 0.2 – 0.5 g) previamente secada a temperatura constante, o medida del volumen de la muestra líquida o disuelta.

✔ Disolver la muestra sólida usando un disolvente apropiado.

✔ Acondicionar la muestra, llevando a la dilución adecuada, temperatura, pH, grado de oxidación, enmascaramiento químico, etc.

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[pic 3]✔ Precipitación del componente investigado adicionando el reactivo precipitante correspondiente.

✔ Separación del precipitado de su líquido madre, haciendo uso de la filtración con papel de filtro cuantitativo de porosidad apropiada.

✔ Purificación del precipitado, por lavado con un líquido de lavado apropiado.

✔ Secado del precipitado, esta operación analítica se lleva a cabo en la estufa a una temperatura menor a 300 °C, con la cual se logra quitar toda el agua presente en el precipitado.

✔ Calcinado del precipitado, ésta operación analítica se lleva a cabo en la mufla

a altas temperaturas, obteniéndose así el ponderal.

✔ Pesado del compuesto obtenido o ponderal, en el ponderal existe el elemento, radical o compuesto investigado en una cantidad estequiometrica a la que existe en la muestra.

Con el secado y calcinado se logra obtener un compuesto estable químicamente, es decir que no reaccione con los gases atmosféricos durante el pesado final.

Con los datos obtenidos: Masa de muestra y masa de ponderal se realiza los cálculos estequiométicos. Utilizando las siguientes fórmulas:[pic 4]

Donde:

a= Masa del elemento radical o compuesto buscado Fg = Factor gravimétrico de “a”

P = Masa del ponderal

[pic 5]Algunas operaciones analíticas que se ejecutan en el análisis gravimétricas

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Pesado        precipitación        Filtración

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Filtración al vacío        Calcinado

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Pesado del ponderal

Factor Gravimétrico: (Fg) . Es el cociente entre la masa molar del elemento buscado y el ponderal

Donde:[pic 12]

Mx = Masa Molar del elemento buscado Mp = masa Molar del Ponderal

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[pic 17]Problemas de cálculo de factor gravimétrico y con factor gravimétrico[pic 18][pic 19]

MECANISMO DE PRECIPITACIÓN

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[pic 24]El mecanismo de precipitación incluye tres fases fundamentales que son:

1. Primera Fase: Sobresaturación: Una vez que se empieza a adicionar el reactivo precipitante sobre la muestra, se inicia muy lentamente la inducción a que ocurra la sobre saturación, una vez que se alcanza la sobresaturación empieza la segunda fase.
2. Segunda Fase: Nucleación: Es la formación de las primeras celdas cristalinas de precipitado y debe realizarse también lentamente. Finalmente sucede la tercera fase.
3. Tercera Fase: Crecimiento cristalino: Sucede cuando mas celdas cristalinas se depositan sobre los pequeños núcleos formados en la fase anterior, de ésta manera crecen los cristales se hacen grandes y precipitan.

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1. [pic 26]La segunda condición es que sea químicamente estable frente a los gases atmosféricos, para poderlo pesar sin que sufra alteraciones el residuo final.
2. La tercera condición es que tenga una masa molar grande y en ella la masa del elemento buscado debe ser pequeño.

Mecanismos de contaminación de los precipitados

Los precipitados se contaminan por sustancias solubles que se adhieren a las partículas de los precipitados por diversos mecanismos que son:

1. Coprecipitación: Es el arrastre de sustancias solubles junto con el precipitado principal y sucede por tres procesos:

1. Adsorción en la superficie : Este proceso se favorece con el aumento de la superficie del precipitado, los precipitados gelatinosos y los cristales muy finos tienen una gran superficie. La adsorción Consiste en que los iones solubles se adhieren a la superficie de los precipitados, ya que estos tienen centros activos que pueden ser positivos o negativos los cuales atraen a los iones disueltos presentes en el líquido madre.        Este tipo de contaminación es fácil de eliminar con un simple lavado con un líquido de lavado apropiado.
2. Formación de soluciones sólidas: también llamada adsorción en el interior del cristal, sucede cuando un ion soluble se incluye en la red cristalina del precipitado principal debido a que ambos tienen la misma cristalización es decir son isomorfos. Esta contaminación no se puede eliminar por un simple lavado, pues es necesario recurrir a la reprecipitación.
3. Oclusión: Es un proceso por el cual porciones pequeñas de líquido madre quedan atrapadas entre partícula y partícula durante el crecimiento cristalino.

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1. [pic 28]Post precipitación: Es el depósito de otras sustancias insolubles sobre el precipitado principal ya formado generalmente sucede cuando se deja en reposo el precipitado con su líquido madre durante este tiempo suceden sobresaturaciones de algunos iones los cuales se precipitan contaminando el precipitado.

Purificación de los precipitados: Para purificar los precipitados se usa el lavado y re-precipitación. Un precipitado se considera puro cuando la última gota de lavado da reacción negativa al ion contaminante.

1. Lavado: Consiste en agregar pequeñas porciones de líquido de lavado apropiado sobre el precipitado que se encuentra en el papel de filtro del equipo de filtración; ésta técnica se usa para contaminación por adsorción.

Líquidos de lavado: Los líquidos de lavado más frecuentes son:

1. Solución diluida de reactivo precipitante, éste ejerce el efecto de ion común con los del precipitado por lo que se usa para evitar pérdidas por solubilidad.
2. Solución de electrolito protector, éste líquido de lavado se prepara con un electrolito que sea completamente volátil y cumple la función de remplazar a los iones contaminantes adheridos a las partículas del precipitado por intercambio iónico, éstos iones se eliminan completamente durante el tratamiento térmico.

1. Re precipitación: Se usa para eliminar contaminantes ocluidos y en soluciones sólidas. Consiste en disolver el precitado una vez que éste ha sido separado de su líquido madre y volverlo a precipitar en las mismas condiciones que la primera precipitación, luego se separa por filtración, este precipitado tendrá menos contaminantes que el primero y así sucesivamente hasta poderlo limpiar por un simple lavado

[pic 29]Tratamiento térmico de los precipitados: Los precipitados una vez purificados deben ser sometidos a tratamiento térmico para transformarlos en sustancias estables para ser pesadas (ponderal). El tratamiento térmico se realiza por los siguientes procesos:

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