El Análisis Volumétrico

FUNDAMENTOS GENERALES DEL ANÁLISIS VOLUMÉTRICO.

El análisis volumétrico posee una enorme ventaja con respecto al análisis gravimétrico: su rapidez. La aceleración de las determinaciones se consigue gracias a que en el análisis volumétrico, en lugar de pesar el producto de la reacción, se mide el volumen de reacción de reactivo utilizado, cuya concentración siempre se conoce exactamente. De este modo, la determinación cuantitativa de sustancias químicas se efectúa por medio de la medición precisa de los volúmenes de las soluciones que entran en reacción.

CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS VOLUMÉTRICOS DE ANÁLISIS Los métodos de análisis volumétrico se pueden clasificar en función del tipo de reacción química que tiene lugar entre el patrón valorante y el analito que se cuantifica. Entonces, los métodos volumétricos se clasifican en 4 grupos de reacciones.

1. Volumetría de Neutralización: Conocida tambien como volumetría ácido-base, comprende las determinaciones basadas en reacciones entre ácidos y bases, las cuales responden a la siguiente ecuación química general:

H+ + OH- H2O

Estos métodos poseen una enorme aplicación en el campo del análisis de los alimentos, para la determinación de compuestos con características ácidas o alcalinas. La determinación de acidez total valorable, proteínas, ésteres totales, amonio, carbonatos, etc. son solo algunos ejemplos de importantes determinaciones en alimentos que se fundamentan en los principios de la volumetría de neutralización.

2. Volumetría de precipitación: La volumetría de precipitación se basa en reacciones donde ocurre la formación de un precipitado escasamente soluble. Los métodos mas usados son los argentométricos que emplean una solución de nitrato de plata como patrón valorante.

La cuantificación de cloruro de sodio es uno de los análisis de mayor importancia que se realiza a los productos cárnicos con el auxilio de la volumetría de precipitación, teniendo lugar la siguiente reacción:

Ag+ + Cl- AgCl (s)

3. Volumetría de oxidación-reducción: La volumetría de oxidación-reducción se basa en reacciones donde ocurre una transferencia de electrones de una sustancia a otra donde la oxidación de una especie va siempre acompañada de la reducción de la otra, de ahí que estos procesos ocurran simultáneamente. La ecuación general puede ser representada de la siguiente forma:

Red1 + Oxi2 Oxi1 + Red2

Los métodos volumétricos basados en este principio, encuentran también una enorme aplicación en el análisis de los alimentos, para la cuantificación de compuestos sensibles a

sufrir procesos Redox (determinación de etanol en jugos, peróxidos en aceites y grasas, calcio en leche, ácido cítrico en vinos, etc.)

4. Volumetría de formación de complejos: Conocida también como complejometría, se fundamenta en reacciones que dan lugar a la formación de un complejo estable (compuesto de coordinación) entre un átomo central (generalmente un metal) y una sustancia que posee pares de electrones no compartidos denominada ligando. La reacción general puede escribirse:

M + D MD

donde M es el metal, D es el ligando y MD es el complejo formado.

Si bien el alcance de la complejometría en el análisis de los alimentos no es tan amplio como en los métodos antes mencionados, las determinaciones de la dureza del agua y el contenido de calcio en vinos constituyen importantes aplicaciones de este tipo de volumetría.

El análisis gravimétricoEs frecuente que un químico tenga que determinar la cantidad de una sustancia que está en disolución. Un camino utilizado tradicionalmente para hacerlo es añadir otra sustancia que reaccione con la primera formando un producto insoluble. La precipitación debe ser cuantitativa, por tanto es importante la elección de un agente precipitante y unas condiciones adecuadas. Para esto es necesario considerar: - Para que la precipitación sea cuantitativa es necesario definir un grado de cuantitividad, en general se considera suficiente el 99,9 %. - pH. - El tamaño de las partículas. - Mecanismos para aumentar el tamaño de las partículas.

Tipos de análisis gravimétrico

1. Gravimetría por precipitación

Los análisis gravimétricos de precipitación involucran las siguientes operaciones: 1. Disolución del analito.

2. Precipitación.

3. Lavado.

4. Desecación o calcinación.

Cuando los contenidos del analito se expresan en función del precipitado resultante de la desecación o calcinación, el peso de la sustancia es igual al peso del precipitado; si los resultados se expresan en función de un compuesto diferente, es necesario transformar el peso del precipitado en el peso del compuesto deseado, usando el factor gravimétrico correspondiente.

En este tipo de análisis se prepara una solución que contiene al analito, a la que posteriormente se le agrega un agente precipitante, que es un compuesto que reacciona con el analito en la solución para formar un compuesto de muy baja solubilidad. Posteriormente se realiza la separación del precipitado de la solución madre empleando técnicas sencillas de separación tales como la decantación y/o el filtrado. Una vez separado el sólido precipitado de la solución se procede a lavarlo para eliminarle impurezas, se seca y calcina en un horno o estufa para eliminar el remanente de humedad, y convertirlo en un producto de composición conocida, para finalmente pesarlo y relacionar la cantidad de precipitado con la cantidad de analito en la muestra original. El analito a cuantificar se establece de acuerdo a la reacción y su relación estequiométrica con el agente precipitante. Agentes precipitadores

Agentes precipitadores específicos: reaccionan con una sola especie química.

Agentes precipitadores selectivos: reaccionan con un número limitado de especies químicas

2. Gravimetría por volatilización El analito se volatiliza a una temperatura adecuada. El producto volátil se recoge y se pesa, o, se determina de manera indirecta la masa del producto por la pérdida de masa en la muestra. Tipos de métodos por volatilización a) El aplicado para el agua: esta es eliminada cuantitativamente de muchas muestras inorgánicas por secado. En la determinación directa se recoge en cualquiera de los distintos sólidos desecantes y su masa se determina a partir de la masa ganada por el desecante. En el método indirecto la cantidad de agua se determina por la pérdida de masa de la muestra durante el calentamiento.

b) El aplicado para el CO2: al igual que el análisis directo para el agua, la masa de CO2 se determina por el aumento en la masa de un sólido absorbente.