Digestion Acida

UNIVERSIDAD ESTATAL DE SONORA.

Unidad Académica Hermosillo. Materia: Laboratorio de Análisis Metalúrgico.

Técnicas de Digestión Ácida de Muestras. Maestro: Juan Arévalo Amezcua. Presenta: Gerardo Portales Beilis Luis Alberto Razo Terrazas Axel Uriarte Ariel Valenzuela Lunes 28 de septiembre de 2015.

Tabla de contenido DIGESTION ÁCIDA DE MUESTRAS...................................................................3 Digestión Ácida con ácido Nítrico...................................................................4 Procedimiento............................................................................................. 4 A continuación se describen los métodos de digestión vía húmeda más comúnmente utilizados en la descomposición de silicatos, carbonatos, óxidos y sulfuros.......................................................................................................... 5 Reactivos:................................................................................................... 5 Material:...................................................................................................... 5 Silicatos................................................................................................... 5 Carbonatos............................................................................................... 6 Óxidos...................................................................................................... 7 Sulfuros.................................................................................................... 8

DIGESTION ÁCIDA DE MUESTRAS La digestión ácida es el método tradicional utilizado en la preparación de varios tipos de muestras a fin de transferir por completo las muestras en solución para que puedan ser analizados en forma líquida mediante técnicas analíticas como la espectrometría de absorción atómica y la polarografía. En esencia, el objetivo de todo proceso de digestión ácida por lo tanto es la solución completa de las muestras y la descomposición total de la muestra evitando la pérdida o contaminación de la sustancia de interés. Los métodos de digestión se usan para reducir interferencias debido a la presencia de materia orgánica y convertir los metales a una forma en que se puedan analizar (generalmente el metal puro). En la mayoría de casos la digestión es llevada a cabo con ácido nítrico, ya que es adecuado para la extracción de diversos metales, además de que los nitratos proporcionan una buena matriz para las determinaciones mediante espectrometría de absorción atómica, sin embargo algunas muestras necesitan de la adición de diferentes ácidos fuertes tales como el ácido perclórico, ácido sulfúrico o ácido clorhídrico para producir una digestión ácida lo suficientemente agresiva para lograr una digestión completa. Aunque en algunos casos estos ácidos pueden interferir en el análisis de algunos metales, y todos ellos proporcionan una matriz más pobre para realizar un análisis espectro métrico. La preparación de muestras mediante digestión ácida no sólo está limitada al análisis dentro del laboratorio, sino que se aplica también en muchos otros casos como por ejemplo en la determinación de la toxicidad en las muestras de suelos, en el campo de la minería, en el análisis de muestras biológicas, metalúrgicas, farmacéuticas, de alimentos y del medio ambiente, convirtiéndose así en un método fundamental y práctico de análisis.

Digestión Ácida con ácido Nítrico. Los métodos de digestión se usan para reducir interferencias debido a la presencia de materia orgánica, y convertir los metales a una forma en que si se puedan analizar: generalmente el metal puro. La digestión con Ácido Nítrico es adecuada para la extracción de diversos metales, además de que los nitratos proporcionan una buena matriz para las determinaciones mediante espectrofotometría de Absorción Atómica, sin embargo algunas muestras necesitarán la adición de diferentes ácidos tales como: Perclórico Sulfúrico o Hidroclórico, para lograr una digestión completa. En algunos casos estos ácidos pueden interferir en el análisis de algunos metales, y todos ellos proporcionan una matriz más pobre para realizar un análisis electro térmico. Tabla 1. Volumen de muestra recomendados según concentración esperada de Ni.

Estimación de la concentración del Volumen de la Muestra ml Metal mg/L >1 1-10 100 10-100 10 100-1000 1 Procedimiento.  Mezclar bien la muestra y transferir un volumen imponente (de 50 a 100ml) a un matraz de 125ml.  Añadir 5 ml de ácido nítrico concentrado (HNO3) y perlas de ebullición.  Calentar hasta realizar una ebullición lenta y se logre la evaporación hasta tener el volumen menor posible (10 – 20ml aproximadamente), sin que se lleve a cabo la precipitación.  Continuar agregando HNO3 concentrado, según sea necesario hasta lograr la digestión completa. La cual es posible señalar cuando ocurre debido a que la solución se vuelve de un color más claro. NO DEJAR Secar la muestra durante la digestión.  Lavar las paredes del matraz con agua destilada y filtre *.  Transfiera el filtrado un matraz volumétrico de 100 ml con 10 ml de agua, realizando varios lavados al matraz y agregándolos.  Enfriar, Aforar a la marca y mezclar bien.  Tomar porciones de esta muestra para realizar el análisis. *Si la muestra tiene turbidez evidente para filtrar:

I. II. III. IV. V.

Coloque el papel filtro en el embudo, con la parte rugosa hacia abajo. Asegúrese la adición del papel filtro al embudo añadiendo agua des ionizada. Colocar dispositivo para realizar filtración al vació, y colocar el embudo sobre el matraz especial para realizar este tipo de filtración. Transferir la muestra a través del filtro al matraz mientras se genera el vacío. Al finalizar la filtración, transfiera el filtrado a otro contenedor.

A continuación se describen los métodos de digestión vía húmeda más comúnmente utilizados en la descomposición de silicatos, carbonatos, óxidos y sulfuros. Reactivos:  Ácido clorhídrico (HCl).  Ácido nítrico (HNO3).  Ácido fluorhídrico (HF).  Ácido sulfúrico (H2SO4).

 Agua regia (es una mezcla de HCL y HNO3.  Clorato de potasio (KClO3).

  Material:  Vaso de precipitado de 250 y 400 ml.  Vaso de teflón de 100 ml.  Vidrio de reloj de 9 cm de diámetro.  Embudos de vidrio.  Probeta de 100 ml.  Piceta de 500 ml.  Pipetas volumétricas de 1, 2, 5 y 10 ml.

 Pipetas graduadas de 5 y 10 ml.  Papel whatman No. 40, con un diámetro de 12.5 cm.  Gendarme de plástico.  Equipo:  Campana de digestión con sistemas de extracción e gases.  Parrilla de calentamiento.  Baño de arena.  Termómetro (escala de -5 a 250

  Procedimiento  Silicatos  Pesar 0.5000 ± 0.0001 g de muestra debidamente molida a un tamaño menor de 100 mallas (0.149mm) y colocarla en un vaso de teflón de 100 ml.  Añadir los siguientes ácidos concentrados: 5 ml de HNO 3, 10 ml de HF y 5 gotas de H2SO4.  Colocar los vasos de teflón en un baño de arena. Calentar suavemente a una temperatura de 110 ± 10oC hasta reducir el volumen a 1 ± 0.5 ml (nota 1).  Repetir nuevamente el paso del inciso 2, reduciendo el volumen a 1 ± 0.5 ml (nota 2).  Retirar los vasos de teflón del baño de arena y permitir que se enfríen a temperatura ambiente.  Añadir 10 ml de HCl concentrado y colocar los vasos de teflón en un baño de arena. Calentar suavemente hasta reducir el volumen a 5 ml.  Añadir 40 ml de agua destilada y continuar con el calentamiento durante un tiempo de 20 minutos.  Filtrar la muestra a través de papel Whatman No. 40, recibiendo la solución en un matraz volumétrico (nota 3).  Lavar el filtro de 3 a 4 veces con agua destilada. Diluir a la marca de afore con agua destilada.  Determinar los elementos de interés a través del método de análisis adecuado.  Detalles:  Se recomienda no trabajar con temperaturas arriba de 140 oC, debido a que los vasos de teflón se deterioran.  Se recomienda volver a repetir el proceso de digestión debido a que algunos componentes presentes en la muestra no se disuelven en su totalidad con una sola digestión.  El volumen de afore puede variar (100, 200, 250 ml, etc.) y va a depender del contenido del elemento de interés presente en la muestra.  Carbonatos  Pesar 0.5000 +- 0.0001g de muestra debidamente molida a un tamaño menor de 100 mallas (0.149mm) y colocarla en un vaso de precipitado de 250 ml.  Añadir 10 ml de agua destilada, permitiendo que toda la muestra se humedezca.  Adicione lentamente 20 ml de acido clorhídrico concentrado y permita que la efervescencia se lleve a cabo lentamente, y evitando que la muestra se proyecte.  Coloque el vaso de precipitado en la parrilla de calentamiento. Calentar suavemente hasta reducir el volumen a 2+- 1 ml.

 Recuperar el residuo con 10 ml de acido clorhídrico concentrado y calentar nuevamente hasta reducir el volumen a 2+- 1ml.  Añadir 40 ml de agua destilada y calentar suavemente durante 20 min. Enfriar a temperatura ambiente.  Filtrar la muestra de papel Whatman Nº 40, recibiendo la solución en un matraz volumétrico.  Lavar el filtro de 3 a 4 veces con agua de ionizada. Diluir a la marca de afore con agua destilada.  Determinar los elementos de interés a través del método de análisis adecuado.  Detalles:  El peso de la muestra puede variar, según el contenido del elemento que se determina.  Cuando la muestra consiste en un carbonato de plomo (PbCO 3), se digiere de preferencia con acido nítrico.  Si la muestra no se digirió adecuadamente, se vuelve añadir 10 ml de acido clorhídrico concentrado, y continuar nuevamente en el inciso 4.  Cuando la muestra consiste en carbonato de calcio (CaCO 3) o de magnesio (MgCO3), se recupera con acido clorhídrico al 5%. Si la muestra consiste en un carbonato de plomo (PbCO3), se recupera con acido nítrico al 5%.  El volumen de afore puede variar (100, 200 ml, etc.) y va a depender del contenido del elemento de interés presente en la muestra.  Se recomienda lavar con agua destilada tibia, cuando la muestra es un carbonato de plomo; ya que el plomo en forma de nitrato, es mas soluble en agua caliente.  Óxidos  PESAR 0.5000 ± 0.0001 g de muestra debidamente molida a un tamaño menor de 100 mallas (0.149mm) y colocarla en un vaso de precipitado de 250ml (nota 1).  Añadir 30 ml de agua regia (mezcla de HCL y HNO3, en una relación 3:1), permitiendo que toda la muestra se humedezca.  Coloque el vaso sobre la parrilla de calentamiento. Calentar suavemente hasta reducir el volumen a 2 ± 1 ml. Retirar el vaso de la parrilla y enfriar a temperatura ambiente (nota 2).  Añadir lentamente 10 ml de acido nítrico concentrado y calentar nuevamente hasta reducir el volumen a 5 ml (nota 3).  Añadir 40 ml de agua destilada y calentar suavemente durante 20 minutos. Enfriar a temperatura ambiente.  Filtrara la muestra a través de papel Whatman No. 40, recibiendo la solución en un matraz volumétrico (nota 4).  Lavar el filtro de 3 a 4 veces con agua destilada tibia. Diluir a la marca de afore con agua destilada.  Determinar los elementos de interés a través del método de análisis adecuado.

 Detalle:  El peso de la muestra puede variar según el contenido del elemento que se determina.  Si la muestra no se digiere en su totalidad, se recomienda repetir la digestión nuevamente, utilizando 10 ml de agua regia.  También se puede recuperar el residuo con acido clorhídrico concentrado (10 ml) lo que dependerá del elemento a analizar.  El volumen de afore puede variar (100, 200 ml, etc.) y va a depender del contenido del elemento de interés presente en la muestra.  Sulfuros  Pesar 0.0005 +- 0.0001 g de muestra debidamente molida a un tamaño menor de 100 mallas (0.149mm) y colocarla en un vaso precipitado de 250 ml.  Añadir 20 ml de acido nítrico concentrado permitiendo que la muestra se humedezca totalmente con el acido.  Coloque el vaso sobre la parrilla de calentamiento. Calentar suavemente durante unos 15 min. Para eliminar los vapores rojizos de dióxido de nitrógeno (NO2).  Añadir con cuidado 100 mg de de clorato de potasio (KCLO 3) y continuar el calentamiento hasta reducir el volumen a 2 +- 1 ml. Retirar el vaso de la parrilla y enfriar a temperatura ambiente.  Añadir lentamente 10 ml de acido nítrico concentrado y calentar nuevamente hasta reducir el volumen a 2 +- 1 ml.  Añadir 40 ml de agua destilada y calentar suavemente (sin llegar a ebullición) durante 20 min. Enfriar a temperatura ambiente.  Filtrar la muestra através de papel Whatman Nº40, recibiendo la solución en un matraz volumétrico.  Lavar el filtro de 3 a 4 veces con agua destilada. Diluir a la marca de afore con agua destilada.  Determinar los elementos de interés a través del método de análisis adecuado.  Detalles:  El peso de la muestra puede variar según el contenido del elemento que se determina.  El volumen de afore puede variar (100, 200 ml, etc.) y va a depender del contenido del elemento de interés presente en la muestra.  Se recomienda lavar con agua tibia destilada cuando la muestra es un carbonato de plomo; ya que el plomo en forma de nitrato es mas soluble en agua caliente. 