precipitación original - Arely Huerta Aguilar

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Método volumétrico por precipitación
OBJETIVO
El analito se separa de los componentes de una solución en forma de precipitado, que se trata y se convierte en un compuesto de composición conocida que puede ser pesado.
Operaciones generales en análisis gravimétricos por precipitación
Preparación de la muestra 
Precipitación
Filtración y lavado
Secado o calcinado
Pesada 
Etapas del análisis gravimétrico 
PREPARACION DE LA MUESTRA
La muestra debe estar en estado líquido ⇒ si es sólida hay que disolverla (digestión o fusión).
Eliminación de interferencias ⇒ técnicas previas de separación, ajuste del pH o adición de agentes complejantes que enmascaren las interferencias y no precipiten ⇒ SELECTIVIDAD.
Ajuste del pH óptimo del medio ⇒ disminuir la solubilidad del precipitado.
Volumen de muestra ⇒ la cantidad de precipitado se pueda pesar ⇒ SENSIBILIDAD.
2. PRECIPITACION
El agente precipitante se añade a la muestra ⇒ formación del precipitado.
La reacción debe ser cuantitativa (todo el analito precipite). 
El precipitado debe ser muy insoluble (S < 10-6 M) ⇒ evita pérdidas en la etapa de lavado.
La reacción debe ser selectiva ⇒ mínimas interferencias.
3. FILTRACION Y LAVADO
Filtración: separación de la fase líquida del soluto. 
Lavado con agua: eliminación del agente precipitante y del mayor número de contaminantes. 
Lavado con disolución de electrolito: en precipitados coloidales coagulados para que no se produzca la PEPTIZACION del coloide. 
4. SECADO Y/O CALCINACION
Precipitado está en la forma adecuada para ser pesado ⇒ Secar en estufa a 110-120 ºC durante 1-2 h (eliminación del agua).
Precipitado NO está en una forma adecuada para ser pesado ⇒ Calcinar a temperaturas altas en un horno Mufla (transformación a una forma adecuada). 
5. PESADA Y CALCULO DE LA CONCENTRACION DE ANALITO
El precipitado se pesa en una balanza analítica ⇒ P g (g).
Cálculo del factor gravimétrico (Fg).
Agentes precipitadores
Específico: son raros, reaccionan con una sola especie química.
Selectivo: es más común, reacciona con un numero limitado de especies químicas
Agentes precipitadores
Agentes precipitadores: ejemplos
Requerimientos del producto ideal de la
reacción de precipitación para el análisis:
 Sea fácil de filtrar y de lavar para eliminar contaminantes;
 Cuente con una suficiente baja solubilidad para evitar la pérdida de analito durante la filtración y el lavado;
 No deba reaccionar con componentes de la atmósfera; 
Sea de composición química conocida después de ser secado o, si es necesario, calcinado.
Tamaño de partícula y filtrabilidad de los precipitados
 Los precipitados más deseados para el trabajo gravimétrico son aquellos formados por partículas grandes, porque éstas son fáciles de filtrar y lavar para eliminar impurezas. 
Factores que determinan el tamaño de partícula de los precipitados 
Solubilidad del precipitado
La temperatura
Las concentraciones de los reactivos 
La velocidad a la cual estos son mezclados.
El tamaño de partícula de los sólidos formados por precipitación varía enormemente.
 
 Suspensiones coloidales
 Suspensión cristalina
Q = concentración del soluto en cualquier instante 
S =solubilidad en el equilibrio
La evidencia experimental indica que el tamaño de la partícula de un precipitado varía inversamente con la sobresaturación relativa durante el tiempo en el que se agrega el reactivo.
Mecanismo de formación de los precipitados 
NUCLEACION: formación de partículas diminutas de precipitado a partir de la agrupación de iones, átomos o moléculas después de la sobresaturación.
 CRECIMIENTO DE PARTICULA: formación de depósitos de iones procedentes de la solución sobre núcleos ya existentes dando lugar a partículas de mayor tamaño
Precipitados coloidales
 Las partículas coloidales individuales son tan pequeñas que no pueden retenerse en filtros ordinarios.
Por fortuna, es posible coagular, o aglomerar, las partículas individuales de la mayoría de los coloides para producir una masa amorfa filtrable que se sedimentará en la disolución.
Coagulación de coloides
La coagulación puede ser acelerada mediante calor, agitación o por la adición de un electrolito al medio.
Tratamiento práctico de precipitados coloidales
Los coloides se precipitan con mayor facilidad en disoluciones calientes y agitadas que contengan suficiente electrolito para asegurar la coagulación.
La filtrabilidad de un coloide coagulado suele mejorar si éste se mantiene durante una hora o más en contacto con la disolución caliente en la cual se formó. 
Precipitados cristalinos
Los precipitados cristalinos son generalmente más fáciles de filtrar y de purificar que los coloides coagulados. Además, el tamaño de las partículas cristalinas individuales y, en consecuencia, la posibilidad de filtrarlas, puede ser controlado hasta cierto punto. 
Coprecipitación 
Coprecipitación es un proceso en el cual compuestos normalmente solubles son retirados de la disolución por un precipitado.
 Secado y calcinación de precipitados
Después de la filtración, un precipitado gravimétrico es calentado hasta que su masa se vuelve constante. El calor elimina el disolvente y otras especies químicas volátiles transportadas con el precipitado. 
Algunos precipitados también son calcinados para descomponer el sólido y formar un compuesto de composición conocida. 
Ejemplo 1: Método por precipitacion para determinar el contenido de calcio en agua
En esta técnica, se agrega un exceso de ácido oxálico, H2C2O4, a una disolución acuosa de una muestra.
 Luego se agrega amoniaco, el cual neutraliza al ácido y provoca, esencialmente, que todo el calcio en la muestra se precipite como oxalato de calcio.
El CaC2O4 precipitado es filtrado en un crisol de filtración previamente pesado, después es secado y calcinado.
 Este proceso convierte todo el precipitado en óxido de calcio puro.
 La reacción es:
Después de ser enfriado, el crisol y el precipitado son pesados y la masa del óxido de calcio es determinada al sustraer la masa conocida del crisol. 
Ejemplo 2: Método por precipitación para determinar el porcentaje de aluminio y azufre en una muestra 
Una muestra de 1.227 g de alumbre, K2SO4 · Al2(SO4)3 · 24 H2O, que contiene sólo impurezas inertes, se disuelve y el aluminio se precipita con 8hidroxiquinoleína. Una vez filtrado, el precipitado se calcina a Al2O3, obteniéndose una masa de 0.1098 g. Calcular el porcentaje de aluminio en la muestra. 
Solución: 
El aluminio precipita con la 8-hidroxiquinoleína , según la reacción: 
Una vez calcinado a y determinado su peso, 0.1098 g, se puede calcular el contenido de aluminio en la muestra: 
Ejemplo 3: Método por precipitación para determinar porcentaje de calico en una muestra
Una aleación contiene aluminio, silicio y magnesio. Una muestra de 0.6750 g se disuelve en ácido y se separa el silicio en forma de SiO2, cuya masa un vez calcinada es de 0.0285 g. A la disolución ácida resultante se le añade amoniaco y se precipita el aluminio como Al2O3, que tras el adecuado tratamiento da una masa de 0.5383 g. En esta disolución amoniacal, finalmente, se precipita el magnesio con fosfato, se calcina el precipitado y se pesa como pirofosfato, obteniéndose 1.6946 g. Calcular la composición de la aleación.
Solución: 
El contenido de silicio en peso y su porcentaje será:
El contenido de aluminio en peso y su porcentaje será:
El contenido de aluminio en peso y su porcentaje será:
Ejemplo 4: Método por precipitación para determinar porcentaje de calico en una muestra
El calcio de una muestra de 0.7554 g de piedra caliza, previamente disuelta, fue precipitado como oxalato y, posteriormente calentado hasta su transformación en carbonato cálcico. El peso de este compuesto fue de 0.3015 g. Calcular el porcentaje de calcio en la muestra de caliza. 
 Datos: Pat Ca = 40.08; Pm CaCO3 =100.09; 
Solución: 
Precipitamos el calcio con oxalato y por calcinación se transforma térmicamenteen carbonato: 
 
 
 
La relación molar es: 
 
moles Ca = moles CaC2O4 = moles CaCO3 
 
 = 
Se conoce como factor gravimétrico al cociente adimensional: 
Bibliografía 
Crouch, F. J. (2015). Fundamentos de química analítica . México, D.F. : Cengage Learning Editores.
PROBLEMAS-RESUELTOS-SOBRE-MÉTODOS-GRAVIMÉTRICAS.pdf