Gravimetria

Métodos gravimétricos de análisis químico

Enviado por Ricardo Lopez

Indice

1. Introduccion

2. Factores gravimétricos

3. Cálculo de porcentajes

4. Cálculo de pesos atómicos

5. Cálculos en los que interviene una muestra en peso como factor

6. Cálculos referidos a la muestra seca

7. Métodos gravimétricos indirectos

8. Bibliografía

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1. Introduccion

El análisis gravimétrico está basado en la Ley de las proporciones definidas, que establece que, en cualquier compuesto puro, las proporciones en peso de los elementos constituyentes siempre son las mismas, y en la Ley de la consistencia de la composición, que establece que las masas de los elementos que toman parte en un cambio químico muestran una relación definida e invariable entre sí.

El análisis gravimétrico 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.

Los cálculos se realizan con base en los pesos atómicos y moleculares, y se fundamentan en una constancia en la composición de sustancias puras y en las relaciones ponderales (estequiometría) de las reacciones químicas.

Un cloruro soluble, como el cloruro de sodio, tratado con una sal soluble de plata, da un precipitado de cloruro de plata, que puede ser filtrado, lavado, desecado y pesado. La reacción química que se lleva a cabo se puede representar por la ecuación molecular:

NaCl + AgNO3 NaNO3 + AgCl (sólido)

(58,44) (169,87) (84,97) (143,32)

que indica que 143,32 partes en peso de cloruro de plata se obtienen de 58,44 partes en peso de cloruro de sodio, entonces, cualquier peso dado de cloruro de plata proviene de cloruro de sodio en la misma relación.

Ejemplo 1

¿Qué peso de NaCl dará lugar a 0,500 g de AgCl?

Solución:

g NaCl = 0,500 g AgCl x = 0,2039 g NaCl

El factor gravimétrico, NaCl / AgCl , es la relación del peso fórmula de la sustancia original, NaCl, a la sustancia pesada, AgCl; utilizando dicho factor se convertirá cualquier peso dado de AgCl en el peso de NaCl que lo origina. En términos generales:

g de sust. buscada = g de sust. pesada x

en donde a y b son los coeficientes necesarios para representar la estequiometría de las sustancias involucradas en la reacción llevada a cabo. En el ejemplo 1, a = b = 1.

Ejemplo 2

Calcular el peso de BaCl2 que da lugar a 0,500 g de AgCl.

Solución: Cada mol de BaCl2 produce 2 moles de AgCl:

BaCl2 2AgCl

(208,25) (2 x 143,32)

El factor gravimétrico en este caso es BaCl2 / 2AgCl ; de donde

g BaCl2 = 0,500 g AgCl x = 0,3633 g BaCl2

2. Factores gravimétricos

Un factor gravimétrico (o factor químico) puede definirse como el peso de una sustancia deseada equivalente al peso unitario de una sustancia dada. Los factores gravimétricos se obtienen con base en las siguientes reglas:

El factor gravimétrico está representado siempre por el peso atómico o el peso fórmula de la sustancia buscada por numerador y el peso de la sustancia pesada por denominador.

Aunque la conversión de la sustancia que se busca en la que se pesa se verifica mediante una serie de reacciones, solamente estas dos sustancias están implicadas en el cálculo del factor; no se tienen en cuenta las sustancias intermedias.

El número de veces que los pesos atómicos o formulares de las sustancias figuran en el numerador y en el denominador del factor, debe representar la estequiometría de la reacción química que se lleva a cabo.

En la secuencia de reacciones representada a continuación:

As2S3 2H3AsO4 2Ag3AsO4 6Ag+ 6AgCl

(buscado) (pesado)

el factor gravimétrico es As2S3 / 6AgCl . El numerador y el denominador no tienen ningún elemento en común, pero el factor representa la estequiometría de la reacción que tiene lugar. Se prescinde de las etapas intermedias, y sólo se tiene en cuenta la relación estequiométrica entre las sustancias inicial y final.

Los factores gravimétricos son fundamentales para realizar los cálculos, especialmente cuando se hacen análisis repetidos de un determinado constituyente. Por ejemplo, el factor Cl / AgCl = 35,45 / 143,32 = 0,2473 es el mismo para todas las determinaciones de cloro pesado en forma de cloruro de plata, independientemente de la forma original del cloro que se determina.

3. Cálculo de porcentajes

Puesto que el factor gravimétrico representa el peso del elemento o compuesto deseado equivalente a un peso unitario del elemento o compuesto pesado, puede calcularse el peso de la especie deseada a partir de cualquier peso de la especie pesada. El porcentaje de esa sustancia presente en la muestra puede encontrarse dividiendo entre el peso de la muestra y multiplicando por 100.

Ejemplo 3

Una muestra de 0,400 g , que contiene cloruro, da un precipitado de cloruro de plata que pesa 0,250 g ; calcular el porcentaje de cloro en la muestra.

Solución: el peso de cloro en la muestra se calcula así

g Cl = g AgCl x Cl / AgCl = 0,250 x = 0,06184 g Cl

Este peso de cloro está contenido en 0,400 g de muestra; el porcentaje de cloro será entonces:

% Cl = x 100 = 15,46 % Cl

En general, se puede utilizar la siguiente fórmula para calcular porcentajes:

% de X en la muestra =

en la que X es la sustancia buscada, Y es la sustancia pesada, a y b son los coeficientes de X y Y, respectivamente, necesarios para expresar la relación estequiométrica correcta entre ambas sustancias.

Ejemplo 4

Una muestra de 0,500 g de magnetita impura (Fe3O4) se convierte por medio de reacciones químicas en Fe2O3 , que pesa 0,4110 g. ¿Cuál es el porcentaje de Fe3O4 en la magnetita ?

Solución: el peso de Fe3O4 en la muestra se calcula así

g Fe3O4 = g Fe2O3 x 2Fe3O4 / 3Fe2O3 = 0,4110 g x = 0,397 g

y el porcentaje de Fe3O4 en la muestra es

% Fe3O4 = x 100 = 79,4 % Fe3O4

4. Cálculo de pesos atómicos

El

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