Gravimetría, Análisis Gravimétrico, Precipitado analítico, Química Analítica, Análisis Químico

1. Gravimetría
Análisis Gravimétrico
I.Q. Manuel Arturo Caballero Rdz. Campus Monterrey Norte
Universidad del Valle de México
Escuela de Ciencias de la Salud
Químico Farmaco Biotecnólogo
Química Analítica I

2. Gravimetría
• Conjunto de técnicas de análisis en las
que se mide la masa de un producto para
determinar la masa de un analito presente
en una muestra.
• Se cuentan entre los métodos más
exactos de la Química Analítica
Cuantitativa.

3. Gravimetría
• Los métodos gravimétricos revistan entre
los más antiguos de la Química Analítica,
pero mantienen su vigencia en la
actualidad.
• Constituyen análisis claves en el control
de calidad de medicamentos y otros
productos de uso humano.

4. Ubicación en la Química
Analítica
• Métodos Gravimétricos: medición del peso
de un sólido.
• Métodos Volumétricos: medición de un
volumen.
• Métodos Instrumentales: medición de una
propiedad física con aparatos.

5. Gravimetría
• Acoplados con métodos modernos de
separación como la cromatografía de
gases, constituyen una poderosa arma de
doble propósito: análisis cualitativo y
cuantitativo.

6. Clasificación
• Métodos de precipitación: Se separa al
analito de la muestra mediante la
formación de un precipitado insoluble.
• Métodos de volatilización: Se separa al
analito mediante destilación o
sublimación, para posteriormente pesar el
producto o medir la pérdida de peso de la
muestra.

7. Métodos de Volatilización
• M. de Volatilización Directo: La sustancia
volátil se recoge en un adsorbente
adecuado y se pesa.
• M. de Volatilización Indirecto: Se basa en
la pérdida de peso sufrida por la muestra
inicial y se aplica cuando el agua es el
único componente volátil.

8. Métodos de Precipitación
Es requisito que el precipitado que se
obtenga:
• Sea muy insoluble.
• Sea fácilmente filtrable.
• Sea muy puro.
• Sea de composición conocida y constante.

9. Productos de una precipitación
• Cristales: Cuerpo sólido de disposición
geométrica de sus partículas constituyentes
(átomos, moléculas, iones) que pueden
crecer significativamente.
• Coloides: Partículas, de naturaleza cristalina
o no, cuyos diámetros oscilan entre 1 y 100
nm, que permanecen indefinidamente en
suspensión y atraviesan la mayoría de los
filtros.

10. Crecimiento cristalino
• Tiene 2 etapas:
• Nucleación: Las moléculas en solución se
reúnen de manera aleatoria y forman
pequeños núcleos.
• Crecimiento de partículas: La adición de
más moléculas al núcleo para formar un
cristal.

11. Crecimiento cristalino
• Cuando una solución contiene más soluto del
que debería estar presente en el equilibrio,
se dice que la solución está sobresaturada.
• La sobresaturación relativa (SSR) se
expresa:
SSR = (Q – S) / S
Q es la [soluto] realmente presente
S es la [soluto] en el equilibrio

12. Crecimiento cristalino
• Se ha encontrado que la velocidad de
nucleación depende más de la
sobresaturación relativa que la misma
rapidez de crecimiento de partículas.

13. Crecimiento cristalino
• Eso significa que en una solución
altamente sobresaturada, la nucleación
ocurre con mayor velocidad que el
crecimiento de partículas.
• El resultado: suspensión con partículas
muy pequeñas, o peor aún, un coloide.

14. Crecimiento cristalino
• En una solución menos sobresaturada, la
nucleación no ocurre tan rápido y los
núcleos tienen la posibilidad de crecer
para formar partículas más grandes y
manejables.

15. Cómo reducir la
sobresaturación
• Elevar la Temp para incrementar la
solubilidad.
• Agregar con lentitud el reactivo
precipitante, agitando para no crear zonas
de alta sobresaturación.
• Utilizar volúmenes grandes de solución,
para que las [analito] y [precipitante] sean
bajas.

16. Solubilidad
• Disminuye cuando la temperatura baja.
• La solubilidad de las sales orgánicas
puede aumentarse si se utilizan solventes
cuya polaridad sea menor que la del agua.
• En general los precipitados de muy baja
solubilidad se forman como coloides
(muchos sulfuros e hidróxidos).

17. Tipos de aguas
• Agua esencial: Forma parte integral de la
estructura molecular o cristalina de un
compuesto sólido.
• Agua no esencial: Se retiene en el sólido
como consecuencia de fuerzas físicas.

18. Agua esencial
• Agua de cristalización: Se encuentra dentro
de las redes de los cristales pero no se haya
unida de manera covalente a ninguna
molécula o ión: BaCl2·2H2O
• Agua de constitución: Se presenta en
compuestos que dan cantidades
estequiométricas de agua cuando se
calientan o descomponen:
Ca(OH)2  CaO + H2O

19. Agua no esencial
• Agua higroscópica: Se encuentra en la
superficie de las partículas del material,
muy típico de sustancias finamente
divididas.
• Agua ocluída: Se encuentra atrapada al
azar en las oquedades microscópicas de
los sólidos, en particular de minerales y
rocas.

20. Pasos comunes de un método
Gravimétrico de Precipitación
• Toma de muestra.
• Preparación de la muestra.
• Disolución de la muestra.
• Precipitación.
• Filtración.
• Lavado del precipitado.
• Secado y calcinación.
• Cálculos e interpretación.

21. Pasos comunes de un método
Gravimétrico
1. Toma de muestra.
Tiene que ser representativa del total.

22. Pasos comunes de un método
Gravimétrico
2. Preparación de la muestra.
a) Pulverizar
b) Homogenizar
c) Secar (temperatura > 100 °C)
d) Pesar exactamente

23. Pasos comunes de un método
Gravimétrico
3. Disolución de la muestra.
Que se disuelva totalmente y que no
interfiera en el análisis.
El solvente de elección cuando se puede es
agua. Las aleaciones y minerales pueden
requerir ácidos, álcalis, etc.

24. Pasos comunes de un método
Gravimétrico
3. Disolución de la muestra.
Muestra Tratamiento
Sales solubles Agua
Aleaciones ferrosas HCl, HNO3
Rocas de carbonatos HCl
Rocas de silicatos Fusión con Na2CO3
Minerales de hierro HCl con SnCl2

25. Pasos comunes de un método
Gravimétrico
4. Precipitación
Consiste en la formación en el seno de un
líquido, de un sólido que contenga el elemento
o radical por cuantear.
Toda precipitación se hace calentando
previamente el líquido a una T próxima a la eb.,
adicionando el reactivo poco a poco, en exceso
y agitando.

26. Pasos comunes de un método
Gravimétrico
5. Filtración.
El objetivo es obtener un precipitado libre de
agua o de cualquier otro líquido y en una
forma química estable y de composición
definida.

27. Pasos comunes de un método
Gravimétrico
6. Lavado del precipitado
Debe hacerse con varias pequeñas
porciones del líquido y no con una sola
porción grande.

28. Pasos comunes de un método
Gravimétrico
7. Secado y calcinación del precipitado
El objetivo es obtener un precipitado libre de
agua o de cualquier otro líquido y en una
forma química estable y de composición
definida.

29. Detalles de la precipitación
• Con frecuencia las suspensiones
coloidales pueden coagularse por
calentamiento, agitación y por la adición
de un electrolito.
• La peptización es un proceso mediante el
cual un coloide coagulado regresa a su
estado disperso.

30. Detalles de la precipitación
• La peptización puede ocurrir cuando se
hace un lavado al coagulado coloide,
porque remueve el electrolito que lo
mantiene unido.
• La solución para lograr un lavado y no
caer en peptización es lavar con una
disolución que contenga un electrolito que
se volatilice después.

31. Contaminación de precipitados
• Coprecipitación: Arrastre de partículas
solubles en solución por el precipitado
recién formado.
• Postprecipitación: Formación de un
segundo precipitado después de formar el
precipitado analítico. Se presenta cuando
un ion es capaz de precipitar con el mismo
reactivo precipitante.

32. 3 tipos de Coprecipitación
• Por adsorción superficial: el ↓ queda como
partículas coloidales (con carga) por lo que
adsorbe impurezas también cargadas.
• Por oclusión (atrapamiento mecánico):
cuando las impurezas quedan atrapadas al
crecer el precipitado.
• Por formación de cristales mixtos: alguno de
los iones de la red cristalina se sustituye por
otro elemento de tamaño y carga similar.

33. Purificación de precipitados
• Digestión: Calentamiento lento y prolongado
del precipitado en la solución madre para
aumentar el tamaño de partícula.
• Reprecipitación: El sólido filtrado se vuelve a
disolver y se reprecipita. El precipitado final
tendría una fracción menor del contaminante
en el disolvente original. [Fe(OH)3 y Al(OH)3]

34. Detalles de la precipitación
• La precipitación homogénea es un
proceso en el cual se forma un precipitado
por la generación lenta y homogénea de
un reactivo precipitante en la solución.
• Los sólidos obtenidos así, tienen mayor
pureza y son más fáciles de filtrar.

35. Secado & Calcinación
• El precipitado se calienta hasta que su masa
se vuelve constante.
• El calor elimina el disolvente y cualquier
especie volátil arrastrada con el precipitado.
• El precipitado mismo se descompone a otro
compuesto de composición conocida,
llamado su “forma pesable”.

36. La T necesaria
para deshidratar
completamente un
precipitado puede
ser tan baja como
100°C o tan alta
como 1000°C.

37. Analizador de humedad

38. Humedad en granos y semillas
• http://tpmequipos.com/932395_468-
Medidor-de-Humedad-Granos-con-
dosificador-.html
• http://www.agroterra.com/p/analizador-de-
peso-y-humedad-de-granos-y-semillas-
granomat-desde-barcelona-
3020139/3020139

39. Aplicaciones de Gravimetría
• Determinación de lactosa en productos
lácteos.
• Determinación de salicilatos en fármacos.
• Determinación de Fenolftaleína en
laxantes.
• Determinación de Nicotina.
• Determinación de colesterol.