Precipitacion fraccionada.ppsx

 ANALITICA I Tema 4

Precipitación Fraccionada

Precipitación Fraccionada Gran parte de las separaciones del análisis cualitativo y cuantitativo se basan en las diferentes solubilidades de las sustancias.  En las reacciones de precipitación, estas diferencias de solubilidad permiten la PRECIPITACIÓN FRACCIONADA. 

Precipitación Fraccionada Gran parte de las separaciones del análisis cualitativo y cuantitativo se basan en las diferentes solubilidades de las sustancias.  En las reacciones de precipitación, estas diferencias de solubilidad permiten la PRECIPITACIÓN FRACCIONADA. 

Precipitación Fraccionada Es la precipitación de una sustancia (o de un grupo de sustancias) en condiciones en que no precipiten otras.  Del mismo modo, esta diferencia, permite la disolución selectiva de una sustancia o de un grupo de sustancias de una mezcla sólida. 

Ejemplo: 

Una disolución 1 x 10-3  M de ion cloruro y 1x 10-3  M de ion yoduro, se le añade una solución de ion plata. ¿Quién precipitará primero AgI o AgCl?  Ag+

?

 AgI Cl-

I-

Cl-

I-

AgCl

Kps AgCl = 1,8 x 10 -10

Kps AgI = 8,3 x 10 -17

Kps AgCl = [Ag+] [Cl-]

Kps AgI = [Ag+] [I-]

[Ag+] = Kps AgCl [Cl-]

[Ag+] = Kps AgI [I-]

[Ag+] = 1,8 x 10-10 1,0 x 10-3

[Ag+] = 8,3 x 10-17 1,0 x 10-3

[Ag+] = 1,8 x 10 -7

[Ag+] = 8,3 x 10 -14

Como la concentración de ión plata necesaria para alcanzar el equilibrio de solubilidad del AgI es menor que la necesaria para el AgCl, ESTE PRECIPITA PRIMERO (AgI)

[Ag+] = 1,8 x 10 -7 (AgCL)

[Ag+] = 8,3 x 10 -14 (AgI)

 Adiciones de Ag+  superiores a 8,3 x 10-14 originara SOLO la precipitación del AgI. +  Hasta que la concentración del Ag   alcance el valor de 1,8 x 10-7. -7  Cuando sea ligeramente superior a 1,8 x 10  , empieza a precipitar el AgCl junto con el AgI. 

 Ag+

 Ag+ 8,3 x 10 -14 ClI-

 Ag+

 Ag+

Cl AgI

1,8 x 10 -7 Cl AgI

> 1,8 x 10 -7  AgCl  AgI

Ejemplo 2: 

Una disolución 0,1 M de ion cloruro y 1 x 10-8  M de ion yoduro, se le añade una solución de ion plata. ¿Quién precipitará primero AgI o AgCl?

Kps AgCl = 1,8 x 10 -10

Kps AgI = 8,3 x 10 -17

[Ag+] = 1,8 x 10-10 0,10

[Ag+] = 8,3 x 10-17 1 x 10 -8

[Ag+] = 1,8 x 10 -9

[Ag+] = 8,3 x 10 -9

Precipita primero AgCl

Requisitos para una Precipitación Fraccionada: 



Las solubilidades de las sustancias a separar con un mismo precipitante deben ser bastante diferentes. Las concentraciones de los iones a separar no deben ser demasiado desproporcionadas con respecto a la diferencia de solubilidades de los compuestos que se forman.

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Métodos Gravimétricos de  Análisis

Prof. Yarima Alfonzo

Métodos Gravimétricos de  Análisis 

Son metodologías que se basan en las mediciones de la masa.

Métodos Gravimétricos: 

 Análisis

Directo: 

es cuando el objeto/sustancia pesada es el propio analito.

SÓLIDOS SUSPENDIDOS

FILTRACION

PESADA POR DIFERENCIA

Pb2+ 



NO SE PUEDE FITRAR

Pb2+

SOLUBLE

Se puede medir la masa del analito si se convierte químicamente en una forma sólida.

 Análisis Indirecto

Compuesto Insoluble: PbCl2 , PbSO4 , etc Electrogravimetría

Tipos de Métodos Gravimetricos 

Gravimetría de Precipitación



Electrogravimetría



Gravimetría de Volatilización



Gravimetría de Partículas

Gravimetría de Precipitación 

Método gravimetrico en el que la señal es la masa de un precipitado.

Reactivo Precipitante  Analito

Precipitado

Electrogravimetría 

Método gravimétrico en el que la señal es la masa del electrodepósito formado en el cátodo o en el ánodo de una célula electroquímica.  V +  Ánodo

Cátodo

Gravimetría de Volatilización 

Método gravimétrico en el que la señal procede de la perdida de una especie volátil. H2O

Contenido de H2O  Alimento

Calor 100 oC

Pesada por diferencia

Gravimetría de Volatilización  Agua de hidratación: BaCl2. 2 H2O CuSO4. 5 H2O H2O

Contenido de H2O Reactivo

Calor 100 oC

Pesada por diferencia

Gravimetría de Partículas 

Método gravimétrico utilizado para determinar la masa de partículas de analito a partir de su separación de la matriz.

SÓLIDOS SUSPENDIDOS

FILTRACION PESADA POR

Partículas en el Aire Impactador en Cascada

 Análisis de Partículas (aire) Método Gravimetrico Partículas (µg/m3) =

(P final  – P inicial) Q x t muestreo

Pfinal = Peso final del filtro (µg) Pinicial = Peso inicial del filtro

(µg)

Qreal= Flujo real durante el muestreo (m3/min) tmuestreo= Tiempo de muestreo (min)

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Gravimetría de Precipitación

Prof. Yarima Alfonzo

Gravimetría de Precipitación 



Este tipo de gravimetría depende de la formación de un compuesto insoluble (precipitado), luego de la adición de un reactivo precipitante a una disolución de un analito. Casi todos estos métodos fueron desarrollados en el siglo XIX para el análisis de menas y muchos aún siguen vigentes.

Procedimiento General:

 Analito

Reactivo Precipitante Precipitado

TRATAMIENTO LAVAR TERMICO PRECIPITADO SECADO CALCINACIÓN

FILTRACION

Características del agente Precipitante: 



Un agente precipitante  “ideal”   debería reaccionar específicamente o al menos selectivamente con el analito. El agente precipitante deberá reaccionar con el analito para formar un producto, con las siguientes características:

Características del Precipitado 







Se pueda filtrar y lavar fácilmente para quedar libre de contaminantes. Tenga una solubilidad suficientemente baja para que no haya perdidas importantes durante la filtración y el secado. No reaccione con los componentes atmosféricos. Tenga una composición conocida después de secarlo o calcinarlo (si fuera necesario).

Tamaño de Partícula y Capacidad de Filtración de los Precipitados En el trabajo gravimétrico se prefieren los precipitados formados por partículas grandes ya que son más fáciles de filtrar y lavar para eliminar impurezas.  Además, de que generalmente son más puros que los formados por partículas finas. 

Factores que Determinan el Tamaño de Partícula 

El tamaño de las partículas formadas por precipitación son sumamente variables

SUSPENCIONES CRISTALINAS

10 mm Ø o mayores

SUSPENCIONES COLOIDALES

10-7  10-4 cm Ø  – 

Características Generales: SUSPENCIONES  Son partículas finas que no son COLOIDALES visibles a simple vista (10-7  10-4 cm de diámetro)  No tienden a Sedimentar  No se filtran con Facilidad  – 

SUSPENCIONES CRISTALINAS

 Tienen

dimensiones de orden de décimas de mm o mayores  Tienden a Sedimentar espontáneamente  Se filtran con Facilidad

Tamaño de las Partículas  Variables Experimentales:

Solubilidad del precipitado  Temperatura  Concentración de los reactivos   Velocidad con la que se mezclan 

SOBRESATURACION RELATIVA (SSR) SSR = Q - S S

SOBRESATURACION RELATIVA (SSR) SSR = Q - S S Q= concentración del soluto S= solubilidad en el equilibrio 

Pruebas experimentales indican que el tamaño de la partícula de un precipitado varia inversamente con el grado de SSR durante el tiempo en que se este adicionando el reactivo.

SOBRESATURACION RELATIVA (SSR) SSR = Q - S S SSR PEQUEÑA SUSPENCIONES CRISTALINAS

SSR GRANDE SUSPENCIONES COLOIDALES

¿Cómo se forman los Precipitados? El efecto de la SSR sobre el tamaño de la partícula puede explicarse al asumir dos procesos distintos de formación de precipitados:  Nucleación  Crecimiento de Partícula  El tamaño estará determinado por la preponderancia de un proceso sobre otro. 



Nucleación: Es la unión de muy pocos iones, átomos o moléculas (4 ó 5) para formar partículas sólidas estables.



Crecimiento de Partículas: Consiste en el crecimiento del precipitado por unión de los núcleos ya formados por nucleación.

NUCLEACION

MUCHAS PARTÍCULAS PEQUEÑAS

CRECIMIENTO DE PARTÍCULAS

POCAS PARTÍCULAS GRANDES

SSR GRANDE NUCLEACION MUCHAS PARTÍCULAS PEQUEÑAS COLOIDES

SSR PEQUEÑA CRECIMIENTO DE PARTÍCULAS POCAS PARTÍCULAS GRANDES PRECIPITADOS CRISTALINOS

Control del Tamaño de SSR = Q - S Partícula: S

Las variables experimentales que reducen la sobresaturación y favorecen la formación de precipitados cristalinos incluyen: Temperaturas elevadas (para aumentar la solubilidad del precipitado (S).  Uso de soluciones diluidas (para reducir Q).   Adición lenta del reactivo precipitante.  Buena agitación. 

Procesos de Nucleación y Crecimiento de Partículas

Precipitados Coloidales 





Las partículas coloidales individuales son tan pequeñas que no las retienen los filtros comunes. El movimiento browniano evita que sedimenten por influencia de la gravedad. Es posible coagular o aglomerar las partículas coloidales en una masa amorfa fácil de filtrar.

Estabilidad de los Coloides 

Es necesario entender porque los coloides son estables y no coagulan de forma espontanea.

Estabilidad de los Coloides 

Son estables debido a que todas las partículas presentes tienen carga, ya sean negativas o positivas, como resultado de los cationes o aniones que están unidos en la superficie de las mismas. + +

Estructura de un Coloide Partícula de AgCl en solución de AgNO3 Capa de Contra Iones(-)

-

Ag+

- = Cl-

-

+ + + + + +     -    +   -    + + + + -   +    + -   +    + - +   + + + +

+ =

Capa de  Adsorción Primaria (+)

-

-

-

- = NO3-

Sólido

-

Doble Capa eléctrica

Coagulación de un Coloide 

Calentamiento/Agitación:  reduce el numero de iones adsorbidos y el grosor de la doble capa. Además de ganar energía cinética.



 Adición

de

un

electrolito:

Disminución de la doble capa, las partículas pueden acercarse y aglomerarse.

Peptización de Coloides 



Es el proceso mediante el cual un coloide coagulado regresa a su estado original disperso. Ocurre durante el lavado, ya que remueve el electrolito (aumento de la doble capa), se restablecen las fuerzas de repulsión y las partículas se separan.

Cuidados de un precipitado Coloidal 



Es recomendable dejar reposar el precipitado durante una hora o mas en contacto con la solución caliente de la cual se formó (Digestión). Durante este proceso el precipitado pierde agua, resultando una masa más fácil de filtrar.

Coprecipitación Es un fenómeno en el que otros compuestos normalmente solubles en la disolución se separan de esta durante la formación del precipitado.

Tipos de Coprecipitación:  Adsorción en la superficie.  Formación de cristales mixtos.  Oclusión.  Atrapamiento mecánico. 

Errores de Coprecipitación: 

Las impurezas coprecipitadas pueden ocasionar errores positivos o negativos en un análisis.