Tema 13.- GRAVIMETRIAS

• GRUPO DOCENTE

Sesión 12 : GRAVIMETRIAS ( 2 horas )

GRUPO REDUCIDO :

Sesión XIII : Problemas

Tema 6: Métodos Gravimétricos de Análisis

1.- Fundamento de los métodos gravimétricos.

2.- Clasificación de los métodos gravimétricos.

3.- Gravimetría de precipitación.

4.- Etapas de un proceso de precipitación.

5.- Formación de un precipitado.

6.- Precipitación en disolución homogénea.

7- Reactivos precipitantes: Inorgánicos y orgánicos.

8.- Gravimetría por volatilización

9.- Gravimetría de partículas.

10.- Características de los métodos gravimétricos.

Determinación gravimétrica:

Clasificación de los métodos gravimétricos

• Métodos de precipitación química : adicionar a la muestra

disuelta otra disolución del reactivo precipitante. La masa del

precipitado es la señal.

• Métodos de volatilización : Hay un componente volátil. Se

recoge en absorbente o se calcula la perdida de masa.

• Métodos electrogravimétricos : Se separa depositándose en

un electrodo de un campo eléctrico en una celda.

• Termogravimetría: Se registra de manera continua la masa de

la muestra a medida que se calienta.

Termogravimetría: se registra la perdida de peso al aumentar la temperatura

Gravimetría de precipitación

Se trata de que el analito forme un compuesto insoluble tras la

adición a la disolución de un reactivo precipitante. Este precipitado

se filtra, se lava para eliminar impurezas, se transforma en un

producto de composición conocida ( p.ej.- calcinando ) y por último

se pesa.

Agente precipitante: Reactivo que produce la precipitación de una

especie soluble. Lo ideal es que sea específico o selectivo del analito.

Factor gravimétrico : Proporción que se aplica al peso de precipitado

obtenido para hallar la cantidad de analito.

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Formación de los precipitados : “nucleación” y “crecimiento”

Nucleación : Proceso por el cual, en disolución sobresaturada, un

número mínimo de moléculas o iones se reúnen y forman pequeños

agregados de varias unidades que puede considerarse como inicio de

la precipitación.

Crecimiento de las partículas : cuando se adicionan más y más

moléculas o iones al nucleo inicial para formar el precipitado.

Sobresaturada : Cuando la disolución tiene mas cantidad de

soluto de la que puede estar presente por su solubilidad, en

equilibrio con la fase sólida y a una temperatura dada

La sobresaturación relativa se expresa como:

( Q – S ) / S

siendo Q la concentración de soluto presente y S la concentración de

equilibrio.

La velocidad de nucleación depende mas de este factor que la misma

rapidez de crecimiento de partículas

A mayor sobresaturación resulta una suspensión de partículas

sumamente pequeñas o tal vez un coloide

Si la sobresaturación es menor la nucleación no ocurre tan rápidamente

y los cristales del precipitado serán mas grandes.

Por ello para reducir la sobresaturación y obtener cristales mayores:

- se eleva la temperatura que aumenta la solubilidad S.

- se agrega lentamente y agitando

- se usan disoluciones diluidas

Un coloide son partículas de 1 a 100 nm de diámetro, demasiado

pequeñas para precipitar. Forman una disolución coloidal.

Una vez se forma el nucleo de la primera partícula ( por ej de AgBr )

alrededor de la misma se forma una atmósfera iónica de los restantes

iones de la disolución . Se trata de la capa de absorción primaria (En el

ejemplo absorbe iones Br – que dan a la partícula una carga global

negativa ) .

Las partículas se repelen entre si y favorecen la disolución coloidal.

Alrededor de estas partículas se atraerán los iones de signo opuesto (

iones Na+ en el ejemplo ) formandose una doble capa eléctrica.

Para que las partículas se unan, deben entrar en colisión, pero como se

repelen, han de tener energía cinética suficiente para vencerla.

Calentando se incrementa la energia cinética o también bien puede

añadirse otro electrolito con lo que se reduce el volumen ocupado y se

favorecen los choques.

La coagulación es la unión para formar partículas mas grandes y

precipitar

Capa de adsorción primaria: los iones Br- dan origen a enlaces estables

con los iones Ag+ del retículo.

Peptización : Inversa de la coagulación, por lo que un precipitado

coagulado pasa a partículas más pequeñas

Predicción de la formación de un ptado. Se debe formar cuando:

[A]m . [B]n > Kps AmBn

Pero ¿cuándo falla?:

• Elevada solubilidad intrínseca de la forma molecular ( HgCl2)

• Reacción muy lenta.

• Tener en cuenta los coef. de actividad y las fuerzas iónicas

• Reacciones de desplazamiento de otros equilibrios.

Se acepta como “precipitado” cuando se deposita el 99,9 %

Precipitación en disolución homogénea (PESH)

El precipitado se genera “in situ” como consecuencia de una reacción

química

Análisis inorgánico : Los precipitantes mas importantes para los

análisis inorgánicos son el cromato, los haluros, el hidróxido, el oxalato,

el sulfato, el sulfuro y el fosfato.

Volatilización: del dióxido de carbono en la determinación de

bicarbonato sódico en tabletas de antiácido

Gravimetría de partículas:

Se separan directamente de su matriz sólida, líquida o gaseosa :

-Por filtración: las partículas sólidas se separan en el filtro adecuado

-Por extracción en fase sólida o líquida

Se aplica en análisis medioambiental de muestras de agua, aire o suelo.

( Por ej.-. Solidos disueltos en agua, etc… )

Una muestra de pirita ( FeS2 e inertes) se oxida pasando el sulfuro a

sulfato y este último se precipita con bario. Despues se calcina. Si 0,662

g de pirita producen 1,626 g de BaSO4 ¿Cuál es el porcentaje FeS2 en

la pirita ? Pm FeS2 = 119,98 ; Pm BaSO4 = 233,40

Por cada 1 mol de FeS2 se obtienen 2 moles de BaSO4

1,626 g BaSO4 / 233,40 g/mol = 6,97 . 10 -3 moles de BaSO4

Moles de FeS2 = 3,48 . 10 -3 moles ; x 119,98 = 0,418 g de FeS2

0,418 g FeS2 / 0,662 g de pirita = 0,6314 x 100 = 63,14 % de FeS2

Se tienen 0,6062 gramos de un abono de fosforo que se oxida y se

precipita como Mg2P2O7 que pesa 0,5989 g. Calcular el porcentaje de

fosforo del abono. Pm --- Mg2P2O7 = 222,57 ; P = 30,97

0,5989 / 222,57 = 2,7 . 10-3 moles de Mg2P2O7

2,7 . 10-3 x 2 = 5,38 . 10 -3 moles de P

5,38 . 10 -3 x 30,97 = 0,167 g de P

( 0,167 / 0,6062 ) x 100 = 27,5 %

La dimetilglioxima es un reactivo precipitante del Ni

(II) al dar un precipitado de color rojo que filtrado y

seco se pesa como ( C4H7N2O2)2 Ni . Si de una

muestra de 1,2240 g se obtienen 0,1722 g de

precipitado, ¿cual será el porcentaje de niquel de la

misma?

Solucion 2,86 %

11.- El calcio de una muestra de 0,7554 g de piedra caliza, previamente disuelta, se

precipita como oxalato cálcico y después se calienta hasta su transformación en

carbonato cálcico que pesó 0,3015 g. Calcular el porcentaje de calcio en la muestra de

caliza.

15.- Una muestra de 0,6750 g de una aleación de aluminio silicio y magnesio, se

disuelve en ácido y se separa el silicio como SiO2, cuya masa es 0,0285g . A la

disolución ácida resultante se le añade amoniaco y se precipita el aluminio como

Al2O3 de masa 0,5383 g . En esta disolución amoniacal se precipita finalmente el

magnesio con fosfato que despues de calcinado se pesa como pirofosfato

magnésico, obteniéndose 1,6946 g . Calcular la composición de la aleación.

16.- Una muestra de 1,2277 g de alumbre, K2SO4 . Al2

(SO4) 3 . 24 H2O , que contiene sólo impurezas inertes , se

disuelve y el aluminio se precipita con 8-hidroxiquinoleina.

Luego el precipitado se calcina a Al2O3 dando una masa

de 0,1098 g . Calcular los porcentajes de aluminio y azufre

en la muestra.

17.- Una muestra de sidra de 100 g se somete a un

proceso de oxidación para que su sacarina (C7H5NO5S) se

transforme en sulfato que posteriormente se precipita

como sulfato bárico. Si la masa de este precipitado es

0,0223 g, calcular el porcentaje de sacarina de la sidra.

...9)

11.- El calcio de una muestra de 0,7554 g de piedra caliza, previamente disuelta, se precipita como oxalato cálcico y

después se calienta hasta su transformación en carbonato cálcico que pesó 0,3015 g. Calcular el porcentaje de

calcio en la muestra de caliza.

12.- Una muestra de oxalatos de calcio y magnesio se analiza termogravimétricamente. Después de calefacción

hasta formación de carbonato cálcico y óxido de magnesio, la masa de precipitado es de 0,5776 g y, tras la

calcinación a óxido de calcio y óxido de magnesio, su peso es de 0,3407 g. Calcular la masa de óxido de calcio en

la muestra.

13.- Una muestra de 1,5832 g que contiene fósforo se disuelve en medio ácido y, a continuación, se añade un

exceso de disolución de molibdato amónico, formándose un precipitado de fosfomolibdato amónico. El

precipitado se disuelve, y tras el tratamiento adecuado se precipita molibdato de plomo cuya masa es 0,1203 g.

Calcular el porcentaje de fósforo en la muestra, expresándolo como porcentaje de P2O5.

14.- Una muestra contiene sodio, potasio, bario y amonio en forma de nitratos. Se toman 0,9966 g y se disuelven en

250 mL. Una alicuota de 100 mL se trata con ácido sulfúrico obteniendose un precipitado de masa 0,2201 g. La

disolución resultante se evapora a sequedad, quedando un residuo de 0,1987 g. En otra alicuota de 100 mL se

elimina el amonio y se trata cono tetrafenilborato sódico obteniéndose un precipitado ¿Cuál será su masa si el

porcentaje de sodio en la muestra es del 11,20 %? ¿Cuáles serán los porcentajes de bario y potasio enla muestra?

15.- Una muestra de 0,6750 g de una aleación de aluminio silicio y magnesio, se disuelve en ácido y se separa el

silicio como SiO2, cuya masa es 0,0285g . A la disolución ácida resultante se le añade amoniaco y se precipita el

aluminio como Al2O3 de masa 0,5383 g . En esta disolución amoniacal se precipita finalmente el magnesio con

fosfato que despues de calcinado se pesa como pirofosfato magnésico, obteniéndose 1,6946 g . Calcular la

composición de la aleación.

16.- Una muestra de 1,2277 g de alumbre, K2SO4 . Al2 (SO4) 3 . 24 H2O , que contiene sólo impurezas inertes , se

disuelve y el aluminio se precipita con 8-hidroxiquinoleina. Luego el precipitado se calcina a Al2O3 dando una

masa de 0,1098 g . Calcular los porcentajes de aluminio y azufre en la muestra.

17.- Una muestra de sidra de 100 g se somete a un proceso de oxidación para que su sacarina se transforme en

sulfato que posteriormente se precipita como sulfato bárico. Si la masa de este precipitado es 0,0223 g, calcular el

porcentaje de sacarina de la sidra.

11.- El calcio de una muestra de 0,7554 g de piedra caliza, previamente disuelta, se precipita como oxalato cálcico y

después se calienta hasta su transformación en carbonato cálcico que pesó 0,3015 g. Calcular el porcentaje de

calcio en la muestra de caliza.

12.- Una muestra de oxalatos de calcio y magnesio se analiza termogravimétricamente. Después de calefacción

hasta formación de carbonato cálcico y óxido de magnesio, la masa de precipitado es de 0,5776 g y, tras la

calcinación a óxido de calcio y óxido de magnesio, su peso es de 0,3407 g. Calcular la masa de óxido de calcio en

la muestra.

13.- Una muestra de 1,5832 g que contiene fósforo se disuelve en medio ácido y, a continuación, se añade un

exceso de disolución de molibdato amónico, formándose un precipitado de fosfomolibdato amónico. El

precipitado se disuelve, y tras el tratamiento adecuado se precipita molibdato de plomo cuya masa es 0,1203 g.

Calcular el porcentaje de fósforo en la muestra, expresándolo como porcentaje de P2O5.

14.- Una muestra contiene sodio, potasio, bario y amonio en forma de nitratos. Se toman 0,9966 g y se disuelven en

250 mL. Una alicuota de 100 mL se trata con ácido sulfúrico obteniendose un precipitado de masa 0,2201 g. La

disolución resultante se evapora a sequedad, quedando un residuo de 0,1987 g. En otra alicuota de 100 mL se

elimina el amonio y se trata cono tetrafenilborato sódico obteniéndose un precipitado ¿Cuál será su masa si el

porcentaje de sodio en la muestra es del 11,20 %? ¿Cuáles serán los porcentajes de bario y potasio enla muestra?

15.- Una muestra de 0,6750 g de una aleación de aluminio silicio y magnesio, se disuelve en ácido y se separa el

silicio como SiO2, cuya masa es 0,0285g . A la disolución ácida resultante se le añade amoniaco y se precipita el

aluminio como Al2O3 de masa 0,5383 g . En esta disolución amoniacal se precipita finalmente el magnesio con

fosfato que despues de calcinado se pesa como pirofosfato magnésico, obteniéndose 1,6946 g . Calcular la

composición de la aleación.

16.- Una muestra de 1,2277 g de alumbre, K2SO4 . Al2 (SO4) 3 . 24 H2O , que contiene sólo impurezas inertes , se

disuelve y el aluminio se precipita con 8-hidroxiquinoleina. Luego el precipitado se calcina a Al2O3 dando una

masa de 0,1098 g . Calcular los porcentajes de aluminio y azufre en la muestra.

17.- Una muestra de sidra de 100 g se somete a un proceso de oxidación para que su sacarina se transforme en

sulfato que posteriormente se precipita como sulfato bárico. Si la masa de este precipitado es 0,0223 g, calcular el

porcentaje de sacarina de la sidra.