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UNIDAD IV METODOS DE SEPARACIÓN GRAVIMETRICOS

Los métodos gravimétricos son métodos cuantitativos que se basan en la

determinación de la masa de un compuesto puro con el que él analito esta

relacionado químicamente. En los métodos de separación gravimétrica el

constituyente buscado se separa en forma de substancia insoluble que se

pesa directamente o se transforma cuantitativamente en otra sustancia que

se pesa.

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REQUISITOS PARA QUE UN PRECIPITADO PUEDA SER UTILIZADO EN GRAVIMETRIA

1. El precipitado obtenido debe ser tan insoluble , que la parte del constituyente

buscado que quede en disolución debe ser inferior al peso mas pequeño que

pueda detectarse con la balanza analitica

2. Los otros constituyentes presentes en la disolución no deben ser precipitados por

el agente precipitante, y no deben causar interferencias

3. El precipitado formado no debe quedar contaminado con las sustancias solubles

que hay en la disolución

4. El precipitado obtenido debe ser fácilmente filtrable y lavable

ETAPAS DEL LA PRECIPITACIÓN GRAVIMETRICA

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1. Elección del agente precipitante

2. Efectuar la precipitación

3. Verificación de la precipitación completa

4. Digestión

5. Filtración

6. Lavado

7. Secado

8. Calcinación

9. Cálculos

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1. SELECCIÓN DEL AGENTE PRECIPITANTE

- Se utiliza un reactivo que forme una sal poco soluble con el constituyente a medir

- Debe ser inerte a los demás constituyentes solubilizados en solución

2. EFECTUAR LA PRECIPITACIÓN

- Adición lenta del agente precipitante

- En caliente

- A pH bajos

- Con una cantidad mínima de agente precipitante

3. VERIFICACION DE LA PRECIPITACIÓN COMPLETA

- Si al adicionar el agente precipitante ya no se observa turbidez, o no se aprecia la formación de coloides la precipitación se ha completado

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4. EFECTUAR LA DIGESTION

Es un proceso donde se calienta un precipitado, durante una hora o mas. Con el fin de purificar el precipitado, esto se da debido a que las impurezas que pueda haber quedan en la disolución

5. FILTRACIÓN

Se elige el medio de filtrado de acuerdo con el tratamientosubsiguiente. Si el precipitado va a someterse a una calcinación seutiliza generalmente papel filtro. Si se va a desecar en la estufa, seutilizan crisoles filtrantes de fondo poroso. El papel filtro utilizadodebe ser libre de cenizas o cenizas conocidas (WATMAN). El cualpuede ser:

CualitativaIdentifica compuestos

Cuantitativa-Libre de cenizas-Cenizas conocidas

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6. LAVADO

En algunos casos el lavado del precipitarlo puede purificarlo. Aunque laefectividad depende de su naturaleza y de las condiciones en que seforma. Las impurezas ocluidas no pueden ser arrastradas por el liquido delavado, sin embargo las impurezas adsorbidas pueden ser arrastradas enparte por el liquido de lavado

REQUISITOS QUE DEBE TENER EL LIQUIDO DE LAVADO

1. No debe ejercer ninguna acción química, y la perdida de solubilidad debe serdespreciable

2. No debe contener ninguna sustancia que pueda formar productos insolubles conalgún componente de las aguas madres (sobrenadante)

3. La disolución de lavado puede contener un ion común con el precipitado para quedisminuya la solubilidad de este.

4. No deben dejar ningún residuo que permanezca en el precipitado después de sudesecación o calcinación

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7. SECADO Y CALCINACIÓN

Se refiere a la eliminación de moléculas de agua. El precipitado gravimétrico secalienta hasta que su masa se vuelve constante. El calentamiento eliminacualquier disolvente y cualquier especie volátil que haya arrastrado elprecipitado. El precipitado también se calcina para descomponer el solido yformar un compuesto de composición conocida. A este compuesto se le llamaforma pesable

8. CÁLCULOS

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ANALISIS TERMOGRAVIMETRICO

Las curvas de pirolisis o termogramas (las curva de masa frente a la temperatura),son las graficas obtenidas en la calcinación debido al aumento de la temperatura yal proceso de cambio de la substancia química en otra substancia mas estable.

Actualmente se pueden obtener estas graficas a través de la termobalanzaregistradora que hace posible seguir los cambios de peso mientras el precipitado secalienta a la mufla.

Termograma de la descomposición del CaC2O4

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FACTOR GRAVIMETRICO

Se define como la relación entre el peso atómico o peso molecular de lasustancia que se busca por su coeficiente estequiometrico entre el pesomolecular de la sustancia pesada por su coeficiente estequiometrico.

F. G. = PM sustancia buscada (a)PM sustancia pesada (b)

a y b coeficientes estequiometricos

grs de sustancia buscada = F. G. (grs de sustancia pesada)

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CÁLCULOS EN EL ANÁLISIS GRAVIMÉTRICO

En el procedimiento gravimétrico usual, se pesa el precipitado y a partir de este valorse calcula el peso de analito presente en la muestra analizada. Por consiguiente, elporcentaje de analito A es:

% A = (peso de A / peso de la muestra) * 100

Para calcular el peso de analito a partir del peso del precipitado, con frecuencia seutiliza un factor gravimétrico. Este factor se define como el valor numérico de larelación de un equivalente gramo del constituyente buscado, a un equivalente gramodel compuesto pesado.

Peso de A = peso del precipitado * factor gravimétrico

Por lo tanto:

% A = (peso del precipitado * factor gravimétrico / peso de la muestra) * 100

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EJEMPLOS DE ALGUNOS FACTORES GRAVIMÉTRICOS:

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AGENTES PRECIPITANTES INORGANICOS

Estos reactivos reaccionan con el analito para formar sales ligeramente solubles u óxidoshidratados.

AGENTEPRECIPITANTE

ELEMENTO PRECIPITADO

NH3 (AC) Be (BeO), Al (Al2O3), Sc (Sc2O3), Cr (Cr2O3)

H2S Cu (CuO), Zn (ZnO, ZnSO4)

H2SO4 Li, Mn, Sr, Cd, Pb, Ba (Todos en forma de sulfatos)

HCl Ag (AgCl), Hg (Hg2Cl2), Na (

AgNO3 Cl (AgCl), Br (AgBr), I (AgI)

NH4SCN Cu[Cu2(SCN)2]

HNO3 Sn (SnO2)

BaCl2 SO4 (BaSO4)

MgCl2, NH4Cl PO4 (Mg2P2O7)

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AGENTES PRECIPITANTES ORGANICOS

Estos reactivos reaccionan con los cationes para formar un anillo quelato.

AGENTE PRECIPITANTE ELEMENTO PRECIPITADO

EDTA Se utiliza para la determinación de la dureza del agua

Dimetilglioxina Utilizada para la determinación de Ni

8- Hidroxiquinofeina Precipita muchos elementos controlando el pH, se utiliza para hacer separaciones en grupo

α- Nitroso – β – Naftol Se utiliza para la precipitación del Co en presencia de grandes cantidades de Ni.

Cupferron Utilizando principalmente para separaciones, como la de Fe y Ti del Al.

α- Benzona - oxima Buen reactivo para el Cu, también precipita Bi y Zn

Thionalida Utilizada para precipitar elementos y determinación de H2S

Ac. Quinaldico Utilizado para la determinación de Cd, Zn y Cu

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QUELACIÓN

Es un método de separación donde un metal en solución se puedetransformar en una especie poco disociada por la adición de un precipitantede tipo orgánico. El compuesto poco disociado se denomina quelato

QUELATO: Compuesto de coordinación cíclico de cinco o seis miembros, porlo regular voluminosos

PROPIEDADES DE LOS COMPUESTOS QUELATO1. Muchas de estas sales son insolubles en agua2. Son solubles en disolventes no polares, como benceno, CCl4, esto hace

posible la aplicación de procedimientos de extracción3. Las reacciones de los agentes quelantes son especificas y selectivas4. Los agentes quelantes son ácidos débiles5. Muchos compuestos quelato son altamente coloreados, lo cual los hace

útiles para ensayos cualitativos6. Los precipitados formados son comúnmente formas de pesada

adecuadas para gravimetría

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Ventajas de los agentes precipitantes orgánicos

1. El precipitado orgánico tiene peso molecular elevado. Así una pequeñacantidad de metal puede producir una precipitado de gran peso

2. Algunos de los agentes precipitantes orgánicos son muy selectivos3. Se puede determinar por método volumétrico indirecto la cantidad de metal

precipitado con n reactivo orgánico, se separa el precipitado y se valora lamolécula orgánica (en ciertos casos).

Desventajas de los agentes precipitantes orgánicos

1. Son termolábiles, es decir que modifican su estructura y composición porefecto de la temperatura, por lo tanto en ciertos casos las etapas de secado,y calcinación impiden la cuantificación del metal en estudio.

2. Algunos quelato tienden a volatilizarse a temperaturas que se requieren paraeliminar el agua

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1. FUNDAMENTOS DE QUIMICA ANALITICA. Skoog, West, Holler, Crouch.

Ed. CENGAGE Learning. Mayo 2009

2. QUIMICA ANALITIA CUANTITATIVA. R. A. Jr. DAY . Ed. Pearson Prentice

Hall. 5ta edición. 1989

3. QUIMICA ANALITICA. Gary D. Christian. Ed. Mc Graw Hill. 6ta edición.

2009