ElectrogravimetríaIntroducción

En ésta técnica se utiliza el pasaje de corriente para separar cuantitativamente uno o más de los iones en solución por precipitación sobre uno de los electrodos.

Luego, la cantidad de iones en la solución original se obtiene no de una medida eléctrica, sino por pesada del electrodo con el precipitado que contiene nuestros analitos.

Para este tipo de experimentos se requiere el cumplimiento de una serie de requisitos:

El electrodo en donde se deposita el analito deberá ser tratado previamente al comienzo del experimento. La limpieza del mismo debería ser sencilla.

El precipitado debe formarse de tal manera que se encuentre firmemente adherido al electrodo para que no se pierda durante el secado o la manipulación posterior.

Las reacciones de desprendimiento de gases hacen que los precipitados metálicos sean esponjosos o directamente granulado y débilmente adherido. En algunos casos suele observarse partículas de precipitado que caen del electrodo aún durante el depósito.

Para evitar el desprendimiento de gases se utilizan “despolarizantes” que son , sencillamente, sustancias cuyas curvas de polarización se encuentran a potenciales ligeramente superiores a las de desprendimiento de hidrógeno o ligeramente inferiores a las de desprendimiento de oxígeno.

El analito debe depositarse bajo una única forma química o, al menos, debería poder convertirse en un precipitado que contenga una única forma química. Esta condición es indispensable ya que los moles de analito se obtendrá como el peso del precipitado dividido la fórmula gramo del depósito.

El caso mas sencillo consiste en depositar metales por reducción, conectando el electrodo de trabajo como cátodo. En el trabajo práctico se realizará una determinación de Cu++ por reducción del mismo a Cu0 y posterior secado y pesado del mismo.

Pero existen determinaciones en las que el depósito se produce en el ánodo. Si el electrodo de trabajo es un ánodo de Ag0 su oxidación en un medio con Cl- genera precipitado superficial de AgCl. De esta manera podrían determinarse Cl- (u otros halógenos) oxidando Ag0.

Al igual que en la coulombimetría, en este método se requiere circulación neta de corriente y, para ello, la solución debe ser de alta conductividad.

Normalmente se agrega un electrolito soporte que provee de iones para que circule un valor de corriente suficientemente alto y facilite el establecimiento de la electroneutralidad.

El equipo que se utilizará cuenta con un electrodo de trabajo en forma de malla cilíndrica de Pt, mientras que el contraelectrodo es un alambre de Pt espiralado que se dispone en el interior del electrodo de trabajo y gira actuando como agitador.

La necesidad de lograr depósitos masivos y adheridos requiere que la geometría de los electrodos sea tal que se generen campos eléctricos homogéneos.

La conductancia depende de la distancia entre los electrodos y si en una punto los electrodos se encuentran mas próximos entre sí la conductancia en esa zona será mayor y para a diferencia de voltaje constante el campo eléctrico será menor y la corriente local mayor.

Como consecuencia en ese punto el depósito estará demasiado acelerado y se formará precipitado poco adherente, mientras que en las zonas mas alejadas habrá poco depósito.

ProcedimientoLavar los electrodos con HNO3 1:1, enjuagarlos

con A.D. y luego con acetona para desengrasarlos y acelerar su secado. En adelante manipularlos con pinzas para evitar que se ensucien con la grasitud natural de las manos.

Secar la malla en estufa unos minutos, dejar enfriar y tararla en balanza analítica. Colocar los electrodos en el equipo conectando la malla como Cátodo (Reducción de Cu++) y el electrodo rotatorio como ánodo.

Colocar en un vaso de precipitados la alícuota de muestra o la solución a electrolizar (en algunos casos es necesario separar interferentes previamente).

Agregar 10 ml de H2SO4 1:1 y 2 ml de HNO3 1:1 que actuarán como electrolito soporte e establecerán el pH del medio.

Agregar A.D. hasta cubrir tres cuartas parte del cátodo.

Agregar una ‘pizca’ de urea que evitará el desprendimiento de gases, lo cual produciría un precipitado esponjoso que se desgranaría fácilmente.Poner el equipo en marcha aplicando voltaje suficiente como para que circule una corriente de 2 Amperes. Cuando la solución se haya decolorado, agregar un poco más de A.D. y continuar la electrólisis 10 min. más.

Observar si se ha depositado cobre en la superficie limpia. Si es así volver a adicionar A.D. De lo contrario retirar el vaso de precipitados sin desconectar la corriente (actuar sobre los interruptores del equipo suele dar pulsos de voltaje que desprende de golpe el precipitado y el ácido nítrico es oxidante y redisuelve el depósito) enjuagar los electrodos con A.D. y luego con alcohol o acetona.

Cortar la corriente, remover cuidadosamente el cátodo, volver a enjuagar con solvente y secar en estufa unos minutos.

Dejar enfriar, pesar y calcular el contenido de cobre en la muestra.

Electrodo de platino

Electrogravimetria del CobreResumen

La práctica realizada consiste en la determinación del porcentaje de recuperación del cobre por medios gravimétricos, así como la ilustración de reacciones químicas espontáneas.

La práctica fue llevada a cabo de acuerdo al procedimiento establecido y bajo condiciones de temperatura y presión atmosférica ambiente (24°C y 0.821atm).

El procedimiento seguido consiste en la preparación de dos disoluciones de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4-5H2O) y cinc metálico (Zn0) a dichas disoluciones se les agregó 2ml de ácido clorhídrico (HCl) para una muestra y ácido sulfúrico (H2SO4) para la otra.

Al agregar los ácidos lo que se hizo fue catalizar la reacción, por lo tanto, luego de una corta efervescencia, se formó un precipitado sólido que luego se filtró y colocó en el horno para su secado.

Al haber secado las muestras, en un horno a 60°C durante varias horas, se tomaron las masas del metal recuperado, el cual, teóricamente, debía ser cobre.

Estequiométricamente se determinó el porcentaje de recuperación promedio para la práctica que sobre pasó el valor esperado.Resultados

• Tabla No.1• Porcentajes de Recuperación de Cobre con HCl y

H2SO4

Las ecuaciones balanceadas que intervienen en la reacción son:Ecuación general:

Semireacciones:

El potencial de la reacción está dado por:

La constante de equilibrio viene dada por: