MÉTODO DE ANÁLISIS GRAVIMETRICO

MÉTODO DE ANÁLISIS GRAVIMETRICO

Se ha mencionado con anterioridad que el análisis gravimétrico es una las principales divisiones de la química analítica. La cantidad de componente en un método gravimetrico se determina por medio de una pesada. Para esto, la analita se separa físicamente de todos los demás componentes de la mezcla, así como del solvente. La precipitación es una técnica muy utilizada para separar la analita de las interferencias; otros métodos importantes de separación son la electrolisis, la extracción con solventes, la cromatografía y la volatilización.

En este capitulo trataremos los principios generales del análisis gravimetrico, incluyendo los cálculos estequiometricos. También revisaremos el tema de los precipitados, su formación y propiedades y lo relacionado a su utilización en el análisis gravimetrico. Los otros métodos de separación se tratarán en capítulos posteriores.

Principios generales

Un método de análisis gravimetrico por lo general se basa en una reacción química con ésta:

aA + rR AaRr

en donde a son las moléculas de analita A, que reaccionan con r moléculas de reactivo R. el producto, AaRr, es por regla general una sustancia débilmente soluble que se puede pesar como tal después de secarla, o que se puede calcinar para formar otro compuesto de composición conocida y después pesarlo. Por ejemplo, el calcio se puede determinar por gravimetría precipitándolo en forma de oxalato de calcio y calcinando el oxalato a oxido de calcio:

Ca2+ + C2O42- CaC2O4(S)

CaC2O4(S) CaO(s) + CO2(g) + CO(g)

Para disminuir la solubilidad del precipitado normalmente se añade un exceso de preactivo R.

Para que un método gravimetrico sea satisfactorio, debe cumplir los siguientes requisitos:

1. El proceso de separación debe ser completo, para que la cantidad de analita que no precipite no sea detectable analíticamente (por lo general, al determinar un componente principal de una muestra macro es de 0.1 mg o menos).

2. La sustancia que se pesa debe tener una composición definida y debe ser pura o casi pura. Si esto no se cumple, se pueden obtener resultados erróneos.

Para el análisis, el segundo requisito es el mas difícil de cumplir. Los errores debidos a factores tales como la solubilidad del precipitado por lo general se pueden minimizar y rara vez causan un error significativo. El problema de mayor importancia es obtener precipitados puros que se puedan filtrar con facilidad. Se ha realizado amplia investigación acerca de la formación y las propiedades de los precipitados, y se han obtenido conocimientos notables que le permiten al analista minimizar el problema de la contaminación de los precipitados.

ESTEQUIOMETRIA

En el procedimiento gravimetrico acostumbrado, se pesa el precipitado y a partir de este valor se calcula el peso de la analita presente en la muestra analizada. Por consiguiente, el porcentaje de analita A es

% A =

Para calcular el peso de la analita a partir del peso del precipitado, con frecuencia se utiliza un factor gravimetrico. Este factor se define como los gramos de analita presentes en un g (o el equivalente a un g) del precipitado. La multiplicación del peso del precipitado P por el factor gravimetrico nos da la cantidad de gramos de analita en la muestra:

Peso de A = peso de P x factor gravimetrico

Por lo tanto peso de P x factor gravimetrico

peso de la muestra

El factor gravimetrico aparece en forma natural si para resolver el problema se considera la relación estequimetrica entre el número de moles participantes.

Consideremos los siguientes ejemplos.

Ejemplo 1. Una muestra de 0.6025 g de una sal de cloro se disolvió en agua y el cloruro se precipitó adicionando un exceso de nitrato de plata. El precipitado de cloruro de plata se filtró, se lavó, se secó y se pesó, obteniéndose 0.7134 g, Calcule el porcentaje de cloro (Cl) en la muestra.

Sea g= gramos de Cl en la muestra. La reacción es

Ag+ + Cl- AgCl(s)

Puesto que una mol de Cl- da una mol AgCl,

moles Cl = moles AgCl

=

g = 0.7134 x

peso del Cl x 100

peso de la muestra

% Cl = x 100

% Cl = 29.29

La relación entre el peso del Cl y el peso molecular del Agcl, 35.45/143.32 es el factor gravimetrico, que es el peso del Cl en un g de AgCl. Este factor con frecuencia se escribe como Cl/AgCl, en donde Cl representa el peso atómico del cloro y AgCl el peso molecular del cloruro de plata.

Ejemplo 2. Una muestra de 0.4852 g de un mineral de hierro se disolvió en ácido, el hierro se oxidó al estado de + 3 y después se precipitó en forma de oxido de hierro hidratado, Fe2O3. xH2O. el precipitado se filtró, se lavó y se calcinó a Fe2 O3 , el cual se encontró que pesaba 0.2481 g. calcule el porcentaje de hierro (Fe) en la muestra.

Sea g = gramos de Fe en la muestra. La reacción es

2Fe Fe2O3 . xH2O Fe2O3(s)

puesto que dos moles de Fe3+ producen una mol de Fe2O3,

moles Fe = 2 x moles Fe2O3

g = 0.2481 x

En este ejemplo, el factor gravimétrico es 2Fe/Fe2O3, ya que hay dos átomos de Fe en una molécula de Fe2O3.

En general, para establecer un factor gravimétrico se deben señalar dos puntos. Primero, el peso molecular (o el peso atómico) de la analita en el numerador y en el denominador deben ser equivalentes químicamente.

Algunos ejemplos adicionales de factores gravimétricos se presentan en la tabla 4.1. Los manuales de química y física contienen listas bastante largas de estos factores y de sus logaritmos.

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