ANÁLISIS GRAVIMÉTRICO. Química Analítica I Prof. Tatiana Garrido Reyes

Transcripción

1 ANÁLISIS GRAVIMÉTRICO Química Analítica I Prof. Tatiana Garrido Reyes 2012

2 Definición Se denomina análisis gravimétrico al método de análisis cuantitativo basado en la determinación de la composición cuantitativa de la sustancia problema midiendo directamentelamasa pormedio de pesada

3 MEDICIONES GRAVIMÉTRICAS Sesepara cuantitativamente Componente a determinar Se elimina por completo Se convierte cuantitativamente

4 I. Componente a determinar se separa cuantitativamente de la sustancia problema yse pesa Ejemplo: Determinación del contenido de ceniza en la hulla. Contenido de ceniza = Masa ceniza*100 Masa pesada

5 II. Componente a determinar se elimina por completo yelresiduose pesa Ejemplo: Determinación de humedad. % Humedad = ( Masa muestra pesada Masa muestra Masa muestra pesada seca)*100

6 III. El componente a determinar se convierte cuantitativamente en un compuesto químico el cual puedeser separadoypesado Ejemplo: Determinación de Azufre en hulla. S SO Ba + BaSO 4

7 MÉTODOS ANALÍTICOS Gravimetría por precipitación Gravimetría por Volatilización Electro gravimetría Valoración Gravimétrica Espectroscopia de masas

8 GRAVIMETRÍA POR PRECIPITACIÓN El analito de interés se convierte en un compuesto químico poco soluble, por medio de la adición de un agente precipitante, para luegoserseparado

9 Pesada Tratamiento Análisis Gravimétrico Precipitación Filtración-Lavado Secado o Calcinación Pesada y Cálculos

10 PESADA CUÁLES LA CANTIDADOPTIMAADETERMINAR? Ej Para determinar las ceniza de hulla fueron tomadas dos muestras pesadas de g y otra de La ceniza que quedo después de la combustión y calcinación fue pesada en balanza analítica(±0.0002g) = 100% x x = 0.2% = 100% x x = 0.002% Para las determinaciones del primer ysegundo tipo la muestra pesada debe ser tal que la parte adeterminar,que se separa oelimina de la muestrapesadaseade0.01 a0.1 g

11 TRATAMIENTO DE LA MUESTRA Traslado de la muestra Cuantitativamente Disolución de la muestra Volumen de disolvente Temperatura. Formación precipitado

12 PRECIPITACIÓN Ba SO 2 4 BaSO 4 Se debe elegir aquel ión que forme el precipitado menos soluble. El reactivo precipitante debe estar en exceso con respecto a su cantidad estequiometria. Volátil Reactivo precipitante :Doble o triple No volátil Reactivo precipitante : 30 a 50 %

13 PRECIPITACIÓN CARACTERÍSTICAS DEL PRECIPITADO BajaSolubilidad Facilidaddesepararylavar Estableydecomposiciónquímicadefinida Selectivo Que una pequeña cantidad del analito problema genere una cantidad importante de precipitado. Mientras más selectivo es el precipitado menor riesgo decontaminaciónolapresenciadeinterferentes.

14 FORMACIÓN DE PRECIPITADO PRECIPITACIÓN Curva Sobresaturación (Q) Soluto Curva Solubilidad (Kps) Zona Saturación Aparición del sólido Zona de Saturación Zona Meta estable Temperatura BaSO 4 Ba SO 2 4 Kps < Q

15 FASES DE FORMACIÓN PRECIPITACIÓN Iones sss Grado de Sobresaturación Núcleos D= µm Cristales Finos D= µm Agregado Coloidal Solución Coloidal Estable Agregados Cristalinos Cristales Gruesos D >10 µm

16 PRECIPITACIÓN TAMAÑO DE PARTÍCULA Sobresaturación Relativa = Q S S Ec.Von Weimarn Q= concentración del soluto S= Solubilidad en el equilibrio El tamaño de partícula de un precipitado es inversamente proporcionalalgradodesobresaturaciónrelativa Q S Alto Precipitado coloidal S Bajo Sólido Cristalino

17 PRECIPITACIÓN TAMAÑO DE PARTÍCULA Sobresaturación Relativa = Q S S Grado de saturación intermedio Utilización de la temperatura. Dilución. Adición lenta del precipitante. Agitación A mayor temperatura mayor solubilidad

18 PRECIPITACIÓN POSIBLES PROBLEMAS 1.Reversibilidaddelareacción 2.SolubilidaddelPrecipitado 3.Capacidaddepartículaspequeñas depasara travésdelpapelfiltro 4.Transformación de la sustancia precipitada enestadocoloidal. 5.Cristales grandes que tengan ocluidas moléculasdesolvente.

19 COLOIDES PRECIPITACIÓN UNIDA AL SÓLIDO AgNO 3 + HCl AgCl + HNO 3

20 PRECIPITACIÓN PRECIPITADOS COLOIDALES Coagulación Calentamiento, agitación y adición de un electrolito al medio Lavado Peptización Digestión Aguas madres

21 PRECIPITACIÓN PRECIPITADOS CRISTALINOS Sobresaturación Relativa = Q S S Q mínimo Disoluciones diluidas. Adición lenta del reactivo precipitante. Buena agitación S máximo Disoluciones con temperatura Ajuste del ph del medio de precipitación

22 PRECIPITACIÓN Adsorción Procesos en Equilibrio Formación de cristales mixtos COPRECIPITACIÓN Oclusión Atrapamiento mecánico

23 ADSORCIÓN PRECIPITACIÓN Digestión Lavado Re precipitación

24 PRECIPITACIÓN FORMACIÓN DE CRISTALES MIXTOS Ión contaminante sustituye a un ion de la red cristalina BaCl2 + SO4 + Pb + 2 CH 3COO BaSO4 + ( CH 3COO) 2 Pb PbSO 4 Separar al ión interferente Cambiar agente precipitante

25 PRECIPITACIÓN OCLUSIÓN ATRAPAMIENTO MECÁNICO Se minimizan en condiciones de baja saturación y en los procesos de digestión

26 PRECIPITACIÓN PRECIPITACIÓN HOMOGÉNEA Formación de un precipitado por la generación lenta y homogénea del reactivo precipitante en la disolución Urea: Se utiliza para la generación homogénea de iones hidróxido. Al(OH) 3 Fe(OH) 3

27 PRECIPITACIÓN HOMOGÉNEA PRECIPITACIÓN

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29 AGENTESPRECIPITANTES PRECIPITACIÓN Poco selectivos

30 PRECIPITACIÓN AGENTES PRECIPITANTES M + n + n e M

31 PRECIPITACIÓN AGENTES PRECIPITANTES AGENTES PRECIPITANTES ORGÁNICOS AGENTES QUELANTES Productos no iónicos Compuestos de coordinación Dos grupos funcionales. Enlace con Catión donando un par de e. Formación de anillos (5 o 6) AGENTES FORMAN ENLACES IÓNICOS

32 AGENTES QUELANTES PRECIPITACIÓN AGENTES PRECIPITANTES 8-Hidroxiquinolina (oxina) Dimetilglioxima Tetrafenilborato de sodio

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34 FILTRACIÓN -LAVADO

35 SECADO Y CALCINACIÓN

36 PESADA Y CÁLCULOS Ejemplo: Determinación de Azufre en hulla. S SO Ba + BaSO 4 FACTOR GRAVIMÉTRICO 1mol BaSO 4 1mol x(233,4 g / mol ) BaSO 4 = 1mol S 1mol x(32.06 g / mol ) S 233,4 g BaSO 4 g BaSO 4 = g S g S

37 Masa BaSO4 Masa Azufre = Factor g Gravimétro BaSO 4 Factor Gravimétro = 7.28 g S Masa S % Azufre = 100 Masa Muestra

38 Determine la cantidad de Fe +3, presente en la muestra, si finalmenteseobtienen 25gde Fe 2 O 3 Fe + 3 ( ac) Fe 2 O 3 X H 2 O Calcinación Fe 2 O 3 ( s) Factor Gravimétri co = 2mol Fe 1mol Fe O 3 = 2mol x(55,84 g / mol ) Fe 1mol x( g / mol ) Fe O 3 Factor Gravimétri co = g Fe g Fe O 3 = g Fe g Fe O 3

39 Determine la cantidad de Fe +3, presente en la muestra, si finalmenteseobtienen 25gde Fe 2 O 3 Fe + 3 ( ac) Fe 2 O 3 X H 2 O Calcinación Fe 2 O 3 ( s) Masa Fe + 3 = + 3 g Fe g Fe 2O g Fe O 1442 Factor Gravimetri co 3 Masa Fe +3 = 17, 48 g

40 Obtenga el factor gravimétrico para las siguientes reacciones As O Ag AsO ( s) SO BaSO 3 4( s) Mg P O P O ( s) Respuesta: 0.22; 0.34; 2.32

41 GRAVIMETRÍA POR VOLATILIZACION

42 DIRECTO MÉTODOS Gases se recogen por medio de sólidodesecante INDIRECTO La determinación se realiza por pérdida de masa de la muestra inicial.

43 Determinación del contenido de carbonato ácido de sodio en tabletas de antiácido.

44 MÉTODOS GRAVIMÉTRICOS

45 vdeterminación de lactosa en productos lácteos. vsalicilatos en preparados farmacéuticos. vfenolftaleína en laxantes. vnicotina en plaguicidas. vcolesterol en cereales vbenzaldehído en extractos de almendras Los métodos gravimétricos no requieren etapa de calibración o estandarización.

46 RESUMEN Característicasdelcompuesto. Cuantitativo Eleccióndelagenteprecipitante. Tamañodepartícula Interferentes.