Determinación de aluminio en una muestra de papel aluminio comercial

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Determinación de aluminio en una muestra de papel aluminio comercial

  1. 1. Determinación de Aluminio en una muestra de papel aluminio comercial.Objetivo: Determinar la cantidad de aluminio presente en la muestraIntroducciónEl aluminio es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se tratade un metal no ferromagnético. Es el tercer elemento más común encontrado en lacorteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de latierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y delos animales.En estado natural se encuentra en muchos silicatos (feldespatos,plagioclasas y micas). Como metal se extrae únicamente del mineral conocido conel nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el procesoBayer y a continuación en aluminio metálico mediante electrólisis.Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil eningeniería de materiales, tales como su baja densidad (2.700 kg/m3) y su altaresistencia a la corrosión. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentarsensiblemente su resistencia mecánica (hasta los 690 MPa). Es buen conductorde la electricidad y del calor, se mecaniza con facilidad y es muy barato. Por todoello es desde mediados del siglo XX el metal que más se utiliza después delacero.Fue aislado por primera vez en 1825 por el físico danés H. C. Oersted. El principalinconveniente para su obtención reside en la elevada cantidad de energía eléctricaque requiere su producción. Este problema se compensa por su bajo coste dereciclado, su extendida vida útil y la estabilidad de su precio.AluminioSímbolo: AlPunto de fusión: 660,3 °CNúmero atómico: 13Masa atómica: 26,981539 ± 0,0000008 uDescubridor: Hans Christian ØrstedMétodoEn el análisis gravimétrico el analito es convertido en una especie insoluble que sesepara por filtración, se lava con una solución adecuada, se seca o se calcina (conlo que generalmente se transforma en otra especie) y se pesa una vez frío. A partirde las masas del producto pesado y del conocimiento de su composición químicase calcula la concentración de analito en la muestra.
  2. 2. Es la técnica analítica más antigua, y existe actualmente un prejuicio en contra deella de parte de algunos químicos analíticos, que atribuyen a la gravimetríalentitud, escasa sensibilidad y obsolescencia; esto requiere algún comentario.“La gravimetría es lenta” esta afirmación es cierta si nos referimos al tiempotranscurrido entre el comienzo del análisis y la obtención del resultado, pero no loes si se considera el tiempo que le demanda al analista. La mayor parte del tiempotranscurre en operaciones que, como digestión del precipitado, secado ycalcinación, demandan poca o ninguna atención del personal a cargo. Es ademásla única técnica absoluta, en el sentido de que no requiere calibración; todos losotros métodos analíticos requieren alguna forma de calibración previa, ya sea ladeterminación exacta de la concentración de un reactivo por titulación frente apatrones de alta pureza en el caso de los métodos volumétricos, o la construcciónde una curva de respuesta del instrumento frente a varias soluciones de patrones(curva de calibración) en el caso de los métodos instrumentales. La gravimetría,en cambio, sólo requiere el conocimiento de la masa y composición química delproducto pesado y una tabla periódica para calcular su peso molecular y el delanalito; por lo tanto es la técnica adecuada cuando se debe analizar un númeropequeño de muestras.Metodología*PesadaSe toma la muestra del papel aluminio y se pesa en una balanza analítica (en estecaso 0.8576g).*DisoluciónA continuación se disuelve añadiendo HCl diluido como se muestra en la siguientereacción:Produciéndose (Cloruro de Aluminio acuoso).*PrecipitaciónPara precipitar al se le añade un agente precipitante por ejemplo NaOH.Ocasionando la siguiente reacción:Para saber la cantidad del agente precipitante que se va a utilizar se utiliza lasiguiente formula:
  3. 3. Considerando que el NaOH tiene una pureza del 96% y sabiendo que se utilizaran3 moles de este para precipitar al analito, el cálculo quedaría de esta manera:Los 3.97g de NaOH es la cantidad que se utilizaría para precipitar por completo alanalito, pero como siempre se debe considerar un margen de error y paragarantizar la precipitación completa del analito se le añade un exceso de NaOHponiendo en su lugar 4g de NaOH.Sabiendo que el NaOH no es solido sino acuoso tenemos que conocer sudensidad para saber cual será la cantidad en volumen para precipitar el analito.Según las propiedades del NaOH su densidad es se realiza el siguientecálculo estequeométrico:*FiltraciónA continuación el precipitado se filtra con papel de precipitado, a continuación elsedimento se decanta y se lava con agua bidestilada y se transvasa.*DesecaciónEl precipitado se pasa a un crisol de peso conocido (como ejemplo para el pesodel crisol se tomara 14.5782g) y se pesara para conocer su peso inicial. Despuésde eso se somete a desecación para retirarle humedad al precipitado. Pasada1hora se pesa el crisol nuevamente y se vuelve a someter a desecación esto sehace hasta que el peso sea constante. (Aquí pongo una tabla con pesos teóricosdel crisol y el precipitado).Peso del crisol= 14.5782Peso del crisol + Precipitado de = 15.4258 (Nota este dato es teórico) Peso del crisol + Precipitado Peso del precipitadoPeso inicial 15.4258 0.8476gPeso después de 1h 15.4012 0.8230gPeso después de 2h 15.3870 0.8088gPeso después de 3h 15.3825 0.8043gPeso después de 4h 15.3830 0.8048gComo base del peso del precipitado se tomaran las tres cifras significativas que semantienen constantes, con lo que el peso del precipitado seria: 0.804g
  4. 4. Para calcular el % de Humedad se utiliza la siguiente ecuación:Quedando de esta manera:Entonces 5.14% seria el porcentaje de Humedad de la muestra.*Pesada del precipitado y Cálculos GravimétricosSabiendo que el peso del precipitado anhidro de es 0.804gse realiza elCalculo gravimétrico para determinar el % de Al en la muestra.Para determinar el % de Alse utiliza la siguiente ecuación:Sustituyendo tenemos que:Reporte AnalíticoPara la muestra del Aluminio se tomo una muestra de 0.8576g de un papelaluminio, enseguida se disolvió con HCl diluido y se precipito con NaOH. Elprecipitado se filtro, se calcino y se vovio a pesar para saber el peso delprecipitado anhidro el cual fue de 0.804g y se determino mediante los cálculosteóricos obtenidos que el porcentaje de Aluminio en la muestra fue de 32.45%Bibliografía*Fundamentos de química analítica,
  5. 5. Douglas A. Skoog, Donald M. WestEditorial: CengageLearning2005*Química cuantitativaGlenn H. Brown, Eugene M. SaleeEditorial: Reverte, 1967

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