introducciÓn al anÁlisis quÍmico cuantitativo

8/18/2019 INTRODUCCIÓN AL ANÁLISIS QUÍMICO CUANTITATIVO

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Quím. Marixa J.Zegarra [email protected]


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Química AnalíticaEl objetivo de la Química Analítica es la de determinarla composición química de la materia, ya sea desde el

punto de vista cualitativo (¿qué hay en la muestra )como cuantitativo (¿qué cantidad hay )

Los métodos analíticos,

tradicionalmente,se clasifican como clásicose instrumentales


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Métodos Analíticos- Clasificación de los métodos analíticos

- Clásicos:

Volumétricos

Gravimétricos

- Instrumentales: Espectroscópicas

Electro uímicasCromato!ráficas

Miden masa

Miden volumen


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Componentes Ma"ores# menores

tra$as

Ma"or % & %'' (

'#'% ( ) %'' m!*+

µ!*+

Menor

,ra$a

ltratra$a

'#'% & %'' (


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Errores en el Análisis

CuantitativoError de métodoError por reactivos e instrumentos

Error de operaciónError personal

Errores

.istemáticos

Errores indeterminados/ 0ifíciles deeliminar

Errores !raves

Errores

Aleatorios

Errores Crasos


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Errores en el Análisis

Cuantitativo

3elativo

$esultado de dividirel error absoluto porel valor verdadero %

&''"

A4solutoiferencia entre elvalor obtenido y elvalor verdadero"

Es una medida de lae%actitud de ladeterminación" ! s *til en comparar

dos métodos de an lisis


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Cálculos en el Análisis

Cuantitativo+os cálculos de los resultados del análisis son

una parte inte!rante de éste# i!ual ue cual uierotra operación del mismo/

n error de cálculo implica las mismasconsecuencias ue un error cometido en

cual uier otra operación del análisis/


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Cifras .i!nificativas

Son todas las cifras de un número dado, a excepción de los ceros que se hallan a laizquierda y a la derecha, si estos últimos sustituyen las cifras que se desconocen oaparecen como resultado del redondeamiento del número.

http://../QCA%20ANALITICA%20II%202008/carbo1.ppthttp://../QCA%20ANALITICA%20II%202008/carbo1.ppthttp://../QCA%20ANALITICA%20II%202008/carbo1.ppthttp://../QCA%20ANALITICA%20II%202008/carbo1.ppthttp://../QCA%20ANALITICA%20II%202008/carbo1.ppthttp://../QCA%20ANALITICA%20II%202008/carbo1.ppthttp://../QCA%20ANALITICA%20II%202008/carbo1.ppt


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E5m/ '#''67 8 9 cifras si!nificativas 6 " 7;


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+a precisión del resultado de los cálculos no puede

ser ma"or ue el n mero menos preciso de losempleados en este cálculo/

E5m: 7#9


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!o perder ning"n analito

#rans$ormar el analito a la me%or $orma química

para el método de ensayo que &a a emplearse.

!o agregar nue&as inter$erencias o contaminaci'n.

(iluir o concentrar el analito para que suconcentraci'n quede dentro del inter&alo del

método que se aplica.

,3A,AMIEB, 0E +A M E.,3A


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Disolución: descomponer un líquido en suscomponentes mediante $ormaci'n de enlaces entre

los solutos y el disol&ente. Digestión: disol&er el s'lido por lo general con un)cido o mezcla de ellos.

,3A,AMIEB, 0E +A M E.,3A


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Métodos de a4sorción " volatili$ación de !ases:Volatili$ación de un compuesto ue inclu"e el analito "o4servación del cam4io de peso de la muestra ue conteníael analitoElectro!avimetría o electrodeposición:0eposición electrolítica del analito so4re electrodoadecuado " o4servación de la diferencia de peso ocasionadaen el electrodo/Métodos 4asados en reacciones uímicas de precipitaciónDormación de un precipitado# se filtra# se seca " se pesa

C+A.IDICACI B 0E + .MF, 0 . G3AVIMF,3IC .


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Análisis Gravimétrico

+a porción pesada de sustancia ue se estudia se solu4ili$a" lue!o el elemento a determinar se precipita en forma deun compuesto difícilmente solu4le/

Dorma precipitada: es el cpto que se pp a partir de la solución

Dorma pondera4le: es el cpto que se pesa para obtener el resultado final del an lisis

El pp se separa por filtración# se lava# se calcina o seca; "se pesa/


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Condiciones ue de4en reunir los precipitados:

Escasa solu4ilidad: psH %'- ;

Que se cumplan en menor o mayor extensión estascondiciones depende que los errores cometidos sean de

mayor o menor magnitud

.e pueda lavar " filtrar para eliminar impure$as/Cristales !randes

+a forma precipitada se de4e convertir fácil "completamente a la forma pondera4le/


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E2i!encia de la forma pondera4le:

El contenido del elemento ue se determina en la formapondera4le# sea lo menor posi4le para minimi$ar errores/

Esta4ilidad uímica de la forma pondera4le/

Correspondencia e2acta de su composición a su fórmulauímica/


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Mecanismo de precipitación:

Inducción

Bucleación

Crecimiento cristalino


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Mecanismo de precipitación

Aunque la precipitación se inicie siempre con la nucleación, é proceso y el de crecimiento del cristal compiten siempre en lformación de un precipitado:

Disolución

NucleaciónCrecimiento

cristal

Nucleación Crecimiento cristal

¡El predominio del crecimiento del cristalsobre la nucleación, siempre es deseable!

¡Control d!


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Mecanismo de precipitación: Inducción

1eriodo corto antes de la nucleación/ 1uede ser mu"rápido o durar al!unos minutos

+or ejemplo se puede a adirA-./ 0 sobre .a1l


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Mecanismo de precipitación: Bucleación

Dormación de partículas diminutas de precipitado n cleos;ue se desarrollan espontáneamente a partir de lasolución so4resaturada/


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Mecanismo de precipitación: crecimientocristalino

Dormación de depósitos de iones procedentes de lasolución# so4re la superficie de las partículas sólidas uecrecen para formar coloides o partículas coloidales/ : %-%'' nm o 9'' nm;


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Ión de adsorción primaria:Catión o anión en e2ceso de la redcristalina/1ara nuestro e5emplo el Cl-/Iones contrarios:Iones de car!a opuesta a la anterior

El ión contrario ue el pp adsor4e con más fuer$a es elde car!a más alta/.i son de la misma car!a# será el menos solu4le con el ión

de adsorción primaria/


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Ión de adsorción primaria Ión contrario

2ón de la red cristalina que esten e%ceso

3nido por enlace químico

4ijo sobre la superficie del pp

e car-a opuesta al ión deadsorción primaria

3nido por atracciónelectrost tica

3nidos débilmente en lasolución que rodea al pp


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. J3E.A, 3ACI B 3E+A,IVA: ..3

Dactor ue determina el crecimiento de la partícula: elcontrol del tamaKo de las partículas " la facilidad para sufiltrado se Lace modificando el valor de ..3:

0onde:Q ) concentración del soluto en cual uier momento

. ) solu4ilidad del soluto en el e uili4rioQ & . ) .aturación de la soluciónQ & . ) .o4resaturación relativa

.


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. J3E.A, 3ACI B 3E+A,IVA: ..3

•Con valores elevados de SSR se incrementa la tendencia a formar coloides.•Con valores decrecientes de SSR se incrementa la tendencia a formar cristales.

e facilita la formación de cristales "manteniendo ba#o el $alor de%:

&'sando disoluciones y reacti$os diluidos "( peque)o%&Con adiciones lentas del reacti$o precipitante"( peque)o%&Manteniendo a*itada la disolución " *rande%&Calentando la disolución " *rande%


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+ptimi ación de la fase de precipitaciónDebe de procurarse la formación de precipitados

cristalinos a base de optimizar el valor deSSRLa disminución del valor de laSSRse consigue:

* Incrementando el valor de la solubilidad:.! "levando la #$

%.! Controlando el p&

* Disminu'endo el valor de (:.! )sando disoluciones mu' diluidas%.! dicionando lentamente el reactivo

precipitante+.! gitando la disolución durante el proceso


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Calidad de los precipitados

•)na vez formado el precipitado e,iste el riesgo de supeptización -DIS "RSI/0 C1L1ID L2•"l precipitado formado puede e,perimentar dos tipos de procesos:

Coagulación -floculación2: roceso por el 3ue se se aglutinan

las part4culas entre si. eptización:

roceso por el 3ue un precipitado floculado revierte a su estado disperso -coloidal2

6 #ambi7n se deben evitar riesgos de peptizaciónlas etapas de manipulación ' tratamientodel precipitado -purificación5 lavado28


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-ratamiento de precipitados

* dem9s de llevar a cabo la precipitación en condiciones favora! usando disoluciones diluidas! formación lenta del precipitado5 con agitación! calentamiento de la disolución

•Son precisas las etapas de digestión ' enve ecimiento ' lavado del precipitado para eliminar impurezas

Di*estión:Consiste en calentar la disolución un tiempo largo5 una vez3ue se ;a formado el precipitado. -


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/recipitación en disolución 0omo*énea*La adición del reactivo precipitante siempre crea zonas locales de concentración superior al resto5 3ue puede atenuarse en parte con adiciones lentas ' ba o agitación.

)na alternativa 3ue evita esos problemas ' me orala calidad de los precipitados5 consiste en generarde manera ;omog7nea el reactivo en el seno de ladisolución.

.! "l reactivo se genera =in situ> ' de forma ;omog7nea%.! #odos los ingredientes de la reacción se encuentran en fase ;om+.! La generación del reactivo se consigue modificando una propiedisolución. "l cambio es lento ' uniforme evit9ndose focos locales elevada concentración

e emploEl amoniaco que se libera lentamenteaumenta el p1 de la solución 0omo*énea ocasiona que los iones met.licos que form0idró2idos insolubles precipiten3


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;olubilidad del pp en el medio6emperatura

1oncentración de $eactivos$apide# con que se me#clan los reactivos

8 Estos factores se pueden e%plicar en forma cualitativaasumiendo que el tama o de las partículas es función deuna propiedad llamada ;obresaturación $elativa (;;$)

4actores que Determinan el-ama)o de la /art5cula


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La coprecipitación es la impurificación de un pp por sustancias que normalmente son solubles en las

condiciones en que el pp se


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Es la adsorción de iones e%tra os a nivel de la superficie del ppEl ión de adsorción primaria de un pp es el que est en e%ceso en la redcristalina"

A-1l"A-=

>a;/ ?">a=:

La adsorción es mayor cuanto menor es la solubilidad de la sal adsorbida"

A-1l(s) 1l 9

1 : @0/ : 9 (menos soluble que A-1l ión adsorbido

./ 09

Los electrolitos débiles se eliminan en los lavados, secado y calcinado, perono se pueden evitar

-ipos de Coprecipitación:Adsorción uperficial

,A3EA: 4uscar cómo ocurre la adsorción en Lidró2idos metálico


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Es un tipo de coprecipitación, en el cual lasimpure#as son atrapadas dentro de un cristal en

crecimiento"Las impure#as ocluidas ocupan principalmentelu-ares en los cuales la estructura cristalina del pp esimperfecta"El lavado no sirve para remover sustancias ocluidas"

-ipos de Coprecipitación:+clusión


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Es la impurificación del pp por la precipitación deuna impure#a después de formado el pp principal"

ifiere de la coprecipitación, en que la

contaminación aumenta m s, cuanto mayor sea eltiempo que se deje al pp en contacto con ellíquido madre"

/ost /recipitación

C+/ EC6/6 AC67N


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C+/ EC6/6-AC67N


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+or el lavado se elimina la adsorción superficialurante el lavado puede ocurrir la pepti#ación ya

que se elimina la fuer#a del contraión y re-resa alestado coloidal 8 +ara evitar la pepti#ación se reali#an lavados con

soluciones diluidas de electrolito"

8a$ado del /recipitado, 0 13ECI1I,A0 0EJE +AVA3.E


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ecado del /recipitado

+$E12+26A /7 8 ;e pesan en la misma forma

8 Antes de pesarlos se convierten a una forma m s estableo de composición m s definida"

Eliminar a!ua superficial:adsor4ida o interpuesta


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A-ua de imbibición o de interposición 8 Lavar con solvente vol til (acetona, éter, etc")

A-ua adsorbida 8 $etenida en la superficie" Alcan#a espesor

monomolecular" 8 +uede ser difícil de eliminar

A-ua ocluida 8 A-ua en estado líquido que quedó aprisionada al

formarse los cristales" ;e elimina por rutura de losmismos (fusión)

A-ua de


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ecado del /recipitado

;ecado7 A-1l &:' 1 A-1l

>a;/ ? &:' 1 >a;/ ?


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Calcinado del /recipitado

+roceso por el cual se somete a un pp a una temperatura para producir un cambio en la composición del mismo"

8 Ejm7

1a1 : / ? 0 ' 1 1a1/ 0 &''' 1 1a/

introducciÓn al anÁlisis quÍmico cuantitativo

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