1. INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS GRAVIMÉTRICO

1.1 GENERALIDADES

Los métodos gravimétricos de análisis, es decir aquellos que se basan en la

medida de la masa, se pueden clasificar en dos tipos: de precipitación y de

volatilización.

En los métodos de precipitación el analito se convierte en un precipitado

poco soluble, que se filtra, se purifica, se convierte en un producto de

composición conocida (mediante un tratamiento térmico), y finalmente se pesa.

A partir de la masa de este producto se determina la cantidad original del analito.

Para que una gravimetría por precipitación dé un resultado satisfactorio han

de cumplirse las siguientes condiciones:

a) El precipitado que se origina en el seno de la disolución problema, y que

sirve para separar el componente a determinar, ha de tener una

solubilidad pequeña.

b) Que se pueda separar fácilmente el precipitado de la disolución por

filtración de la misma, y que el lavado de éste permita eliminar las

impurezas.

c) El precipitado aislado y puro ha de poder convertirse en una especie

química que se pueda pesar con un pequeño error.

En los métodos de volatilización el analito, o los productos de su

descomposición, se volatilizan a una temperatura adecuada. A continuación, el

producto volatilizado se recoge y pesa, o bien se puede determinar el peso del

producto indirectamente a partir de la pérdida de peso de la muestra (un ejemplo

de este último método es la determinación del contenido en humedad). Las gravimetrías de precipitación son mucho más utilizadas que las de

volatilización, por este motivo en este tema nos centraremos en las primeras. No

obstante, en la práctica 4 de este capítulo se verán dos ejemplos de gravimetrías

de volatilización (determinación de humedad y contenido en cenizas).

1.2 GRAVIMETRÍA DE PRECIPITACIÓN

A continuación se comentan los distintos pasos a seguir en una gravimetría

de precipitación.

1.2.1 Toma y preparación de muestra

Si se trata de una muestra líquida se toma un volumen conveniente,

medido exactamente con una pipeta, y se vierte sobre un vaso de precipitado de

capacidad apropiada.

Si se trata de una muestra sólida se pesa una cantidad exacta en la balanza

analítica y se procede a su disolución y enrase en un matraz aforado. De esta

disolución se toman distintas alícuotas para realizar el análisis. Previamente a su

pesada la muestra debe haber sido secada en una estufa (normalmente a 100-

110ºC).

1.2.2 Precipitación del analito

Se vierte la muestra sobre un vaso de precipitado y a continuación se

realizan las siguientes operaciones:

a) Adición del reactivo precipitante. Se debe hacer de forma lenta y con

agitación (desde una bureta o con una pipeta). Se han de evitar las

salpicaduras (para ello se hace resbalar el reactivo precipitante sobre las

paredes del vaso). En algunos casos, además del reactivo precipitante, es necesario añadir previamente otros reactivos.

b) Comprobación de la precipitación. Se deja sedimentar el precipitado y se

comprueba que la precipitación haya sido total, añadiendo unas gotas del

reactivo precipitante y observando que no aparezca más precipitado.

c) Digestión del precipitado. Para mejorar las características físicas y

químicas del precipitado se deja en contacto con los líquidos madres, a la

temperatura y durante el tiempo que se indique en el método analítico.

1.2.3 Filtración

El medio de filtración más utilizado es el papel de filtro, aunque su uso

viene condicionado por el tratamiento térmico al que se vaya a someter al

precipitado. El papel de filtro que se usa en gravimetría debe ser:

- De cenizas conocidas, es decir, que su residuo de calcinación sea

conocido (generalmente menor de 0.1 mg).

- De porosidad, tamaño y consistencia adecuada, según las

características del precipitado (tamaño de partículas y volumen de

precipitado) y la naturaleza del medio.

La filtración generalmente se realiza sobre un embudo, al que previamente

se le ha colocado de filtro de papel, para ello se dobla el papel en forma de cono

procurando que quede acoplado a las paredes del embudo. Cuando interesa una

filtración rápida se dobla formando pliegues. El borde del papel debe quedar, al

menos, a 1 cm del borde del embudo.

El líquido se vierte con la ayuda de una varilla que se mantiene en contacto

con el pico del vaso. El nivel del líquido en el filtro debe estar, como máximo, a

1 cm del borde del papel. 1.2.4 Lavado

El lavado se realiza con un líquido adecuado, de forma que la solubilidad

del precipitado en él sea mínima. Generalmente se utilizará agua desionizada a la

que se le añade una sal que tenga un ion común con el precipitado.

El precipitado puede lavarse en el mismo recipiente en el que se formó,

mediante un proceso llamado lavado por decantación. Para esto, después de

sedimentar el precipitado y filtrar el líquido sobrenadante, se añade sobre el

precipitado una pequeña porción del líquido de lavado y se agita, después se deja

sedimentar y decantar y se filtra el líquido sobrenadante. Conviene repetir, al

menos dos veces, estas operaciones. Hay que tener en cuenta que es más eficaz

lavar varias veces con pequeñas porciones de líquido que una sola vez con el

mismo volumen total de líquido. Esta técnica se emplea sobre todo cuando el

tamaño de las partículas del precipitado es pequeño o bien con precipitados

coloidales.

En otras ocasiones el lavado se hace sobre el propio filtro, una vez pasado

todo el precipitado y la disolución. El líquido de lavado se añade sobre el

precipitado, dejándolo resbalar sobre una varilla. Después de añadir una pequeña

porción del líquido de lavado, debe esperarse hasta que éste se haya agotado,

antes de añadir de nuevo el líquido.

Figura 10. Lavado del precipitado. 1.2.5 Tratamiento térmico

El precipitado generalmente ha de someterse a un tratamiento térmico antes

de proceder a su pesada. La temperatura a la que habrá que someterlo dependerá

de su naturaleza (con el tratamiento térmico se busca conseguir que la

composición química del precipitado sea definida y constante). En general, la

forma química que se pesa no tiene porqué coincidir con la forma química de

precipitación.

Cuando el tratamiento térmico es a temperaturas inferiores a 250ºC, se

realiza en estufa y se denomina secado. Cuando es a temperaturas superiores se

denomina calcinación y se realiza con un horno de mufla eléctrico.

Cuando se ha filtrado sobre papel, el precipitado ha de ser calcinado por

encima de 500ºC para oxidar totalmente la materia orgánica del papel y reducir al

mínimo sus cenizas.

En las prácticas incluidas en este capítulo, la calcinación del precipitado se

realizará a una temperatura entre 900 y 1000ºC en un crisol de porcelana y con

un horno de mufla eléctrico.

1.2.6 Pesada

Los pasos a seguir para determinar el peso del precipitado son los

siguientes:

a) Pesada del crisol. Calcinar el crisol vacío, al objeto de eliminar la

humedad y otros productos volátiles (restos de suciedad) a la temperatura

de calcinación. A continuación dejar enfriar el crisol en un desecador y

pesar.

b) Pesada del precipitado. Después de haber realizado la precipitación y de haber lavado el precipitado, se deja escurrir, se dobla el filtro de papel

(envolviendo al precipitado) y se pasa al crisol. El crisol y su contenido

se secan en la estufa a 105ºC y se calcina en un horno de mufla eléctrico

a 900-1000ºC hasta que el precipitado esté exento de partículas

carbonosas. Después se deja enfriar el crisol durante unos minutos, se

pasa a un desecador y cuando ya se haya enfriado, se pesa y por

diferencia de peso (entre el crisol con el precipitado y el crisol vacío) se

Calcula el peso del precipitado.