Métodos gravimétricos de análisis

MÉTODOS GRAVIMÉTRICOS DE ANÁLISIS

Mediciones de masa Métodos gravimétricos Precipitación Volatilización Volatilización a Tº Precipitado poco adecuada soluble Producto volátil, recogido yFiltrado, lavado, trata pesado por diferencia miento térmico, pesado

2 2 NH 3 H 2C2O4 2 NH 4 C2O4 Ca(2ac ) 2 C2O4 ( ac ) CaC2O4( S )CaC2O4( s ) CaO( s ) CO( g ) CO2( g )

NaHCO3( ac ) H 2 SO4( ac ) CO2( g ) H 2O( l ) NaHSO4( ac )

PROPIEDADES DE LOS PRECIPITADOS Y DE LOS REACTIVOS PRECIPITANTES•Agente precipitante: Reacción selectiva con el analito•Son raros los reactivos específicos que reaccionan con unaespecie química (AgNO3)Reactivo precipitante + analito:1. Se pueda filtrar y lavar fácilmente (libre de contaminantes)2. Solubilidad suficiente baja3. NO reacción con la atmósfera4. Composición conocida después de secado y calcinado

TAMAÑO DE PARTÍCULAS Y CAPACIDAD DE FILTRACIÓN DE LOS PRECIPITADOSEl trabajo gravimétrico prefiere partículas grandes (Fáciles defiltrar y de lavar)Son mas puros que las partículas pequeñas¿Qué factores determinan el tamaño de las partículas?Suspensiones coloidales (10-7 a 10-4 cm), no se sedimentan nise filtran fácilmente (Efecto Tyndall)Partículas (1 mm), suspensión cristalina, sedimentanespontáneamente, se filtran fácilmente

Procesos de precipitación poco conocidos •TemperaturaVariables •Solubilidad del precipitadoexperimentales deltamaño de las •Concentración de reactivospartículas •Velocidad de mezcladoTamaño de partículas= reducción de sobresaturación relativa Sobresaturación relativa= (Q-S)/S Q: soluto S: solubilidad en el equilibrio

Tamaño de partículas grande: reducción de la sobresaturaciónrelativaReacciones de precipitación son lentas, se puede producir algode sobresaturación.Sobresaturación relativa alta: coloideSobresaturación relativa baja: sólido cristalinoFormación de precipitadosNucleación: muchas partículas pequeñasCrecimiento de partícula: menor número de partículaspero de mayor tamaño

•Nucleación: Pocos entes químicos(iones, átomos, moléculas), se juntan para formar partículassólidas estables (máx. 5)•Se forman sobre la superficie de contaminantes sólidossuspendidos•Nucleación adicional•Crecimiento de núcleos ya existentes•Velocidad de nucleación aumenta considerablemente alaumentar la sobresaturación relativa•Velocidad de crecimiento aumenta moderadamente con unaalta sobresaturacion

CONTROL DEL TAMAÑO DE LA PARTÍCULA•Altas temperaturas•Soluciones diluidas•Adición lenta del reactivo precipitante•Buena agitación•Control de pH (CaC2O4)•En la práctica no es posible obtener precipitados cristalinos•Sólidos coloidales (baja solubilidad) Sobresaturación relativa= (Q-S)/SEj: Hidróxido de hierro(III), de aluminio, de cromo(III), sulfurosde metales pesados

PRECIPITADOS COLOIDALES•Partículas pequeñas, sin retención de los filtros comunes•No se sedimentan: Efecto browniano•Se pueden aglomerar (fácil filtrado, y sedimentado) Coagulación de coloides •Calentamiento •Agitación •Adición de electrolito Estabilidad de las suspensiones debida a la carga que poseen Adsorción: iones retenidos en la superficie del sólido Ej: plata en cloruro de plata La carga de la partícula está determinada por la carga del ion en la red cristalina Peptización de coloides Coloide coagulado regresa a su estado disperso

PRECIPITADOS CRISTALINOSSe filtran y purifican fácilmenteSe puede controlar el tamaño de las partículas se puedecontrolarFormas para mejorar el tamaño de las partículas y su filtración Reducir al mínimo Q y/o aumentar al máximo S Se logra con soluciones diluidas Adición lenta del precipitante Buena agitación Recristalización: mejores cristales No se logra si se agita la mezcla en la digestión

COPRECIPITACIÓNProceso en el que compuestos normalmente solubles seseparan de la solución por un precipitadoDiferente si es un contaminante coprecipitaciónAdsorción en Formación de Oclusión Atrapamientola superficie cristales mecánico mixtos

ADSORCIÓN EN LA SUPERFICIEAdsorción: fuente común de coprecipitación, genera contaminaciónPrecipitados de gran área superficial (coloides coagulados)En sólidos cristalinos se nota poco la adsorción (Baja área superficial) 108 particulas•La coagulación no Dimensiones 10-6reduce la magnitudde la adsorción,•Grandes áreasexpuestas en lasuperficie•Arrastrar comocontaminante desuperficie uncompuesto que enotras condicionessería soluble

REDUCCIÓN DE LAS IMPUREZAS ADSORBIDAS EN LOS COLOIDES •La pureza mejora con la digestión (Remoción de agua, con menor área de superficie específica) •Lavado del coloide con electrolito volátil •El lavado no elimina las impurezas, atracción entre partículas y coloide muy fuerte •Intercambio entre contraiones y el líquido del lavado Ej: Determinación de plata por cloruro y lavado con HCl REPRECIPITACIÓNPrecipitados de Fe(OH)2 tendencia a adsorber hidróxidos deZn, Cd, Mn

FORMACIÓN DE CRISTALES MIXTOSEn la red cristalina un ion se reemplaza por otro.Iones con la misma carga y tamaño similar (5%)Las dos sales deben permanecer en la misma clase decristalesMnKPO4 en MgNH4PO4SrSO4 en BaSO4MnS en CdSRegida por la ley de acciónde masasPrecipitación problemática

OCLUSIÓN Y ATRAPAMIENTO MECÁNICOCoprecipitación en la cual un compuesto queda atrapado enhuecos formados durante el crecimiento del cristalCrecimiento rápido del cristalLa cantidad de material ocluido es mayor en la parte delcristal que se forma primero Atrapamiento mecánico sucede cuando los cristales crecen juntos Porciones de solución queda atrapada en huecos Atrapamiento mínimo con velocidad mínima de formación Digestión sugerida

PRECIPITACIÓN A PARTIR DE UNA SOLUCIÓN HOMOGÉNEAAdición de una solución que no es el reactivo precipitanteGeneración de agente precipitante en la solución porreacción química lentaEl agente precipitante aparece gradual y homogéneamenteReduce la sobresaturaciónPrecipitados cristalino y coloidalesMasas densas fácilmente filtrables y puras ( H 2 N )CO 3H 2O CO2 2 NH 4 2OH Fe3 3OH Fe(OH )3 . XH 2O

PRECIPITACIÓN DE HIDRÓXIDO DE ALUMINIO

SECADO Y CALCINACIÓN DE LA MUESTRAEl precipitado se calienta hasta masa constanteSe elimina el disolvente y las especies volátilesDescomponer el sólido formando compuesto de composiciónconocidaLa temperatura varía según el precipitado S Sb, Mo, CuH3C NH2 , Cd, tioacetamida HO HO N H3C N Ni CH3 tdimetilglioxima OH N Al, U, Mg, Zn thidroxiquinolina

Métodos gravimétricos de análisis

by Universidad del Tolilma

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