Determinación de aluminio en una muestra de papel aluminio comercial

1. Determinación de Aluminio en una muestra de papel
aluminio comercial.
Objetivo: Determinar la cantidad de aluminio presente en la muestra
Introducción
El aluminio es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se trata
de un metal no ferromagnético. Es el tercer elemento más común encontrado en la
corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la
tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de
los animales.En estado natural se encuentra en muchos silicatos (feldespatos,
plagioclasas y micas). Como metal se extrae únicamente del mineral conocido con
el nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso
Bayer y a continuación en aluminio metálico mediante electrólisis.
Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en
ingeniería de materiales, tales como su baja densidad (2.700 kg/m3) y su alta
resistencia a la corrosión. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar
sensiblemente su resistencia mecánica (hasta los 690 MPa). Es buen conductor
de la electricidad y del calor, se mecaniza con facilidad y es muy barato. Por todo
ello es desde mediados del siglo XX el metal que más se utiliza después del
acero.
Fue aislado por primera vez en 1825 por el físico danés H. C. Oersted. El principal
inconveniente para su obtención reside en la elevada cantidad de energía eléctrica
que requiere su producción. Este problema se compensa por su bajo coste de
reciclado, su extendida vida útil y la estabilidad de su precio.
Aluminio
Símbolo: Al
Punto de fusión: 660,3 °C
Número atómico: 13
Masa atómica: 26,981539 ± 0,0000008 u
Descubridor: Hans Christian Ørsted
Método
En el análisis gravimétrico el analito es convertido en una especie insoluble que se
separa por filtración, se lava con una solución adecuada, se seca o se calcina (con
lo que generalmente se transforma en otra especie) y se pesa una vez frío. A partir
de las masas del producto pesado y del conocimiento de su composición química
se calcula la concentración de analito en la muestra.

2. Es la técnica analítica más antigua, y existe actualmente un prejuicio en contra de
ella de parte de algunos químicos analíticos, que atribuyen a la gravimetría
lentitud, escasa sensibilidad y obsolescencia; esto requiere algún comentario.
“La gravimetría es lenta” esta afirmación es cierta si nos referimos al tiempo
transcurrido entre el comienzo del análisis y la obtención del resultado, pero no lo
es si se considera el tiempo que le demanda al analista. La mayor parte del tiempo
transcurre en operaciones que, como digestión del precipitado, secado y
calcinación, demandan poca o ninguna atención del personal a cargo. Es además
la única técnica absoluta, en el sentido de que no requiere calibración; todos los
otros métodos analíticos requieren alguna forma de calibración previa, ya sea la
determinación exacta de la concentración de un reactivo por titulación frente a
patrones de alta pureza en el caso de los métodos volumétricos, o la construcción
de una curva de respuesta del instrumento frente a varias soluciones de patrones
(curva de calibración) en el caso de los métodos instrumentales. La gravimetría,
en cambio, sólo requiere el conocimiento de la masa y composición química del
producto pesado y una tabla periódica para calcular su peso molecular y el del
analito; por lo tanto es la técnica adecuada cuando se debe analizar un número
pequeño de muestras.
Metodología
*Pesada
Se toma la muestra del papel aluminio y se pesa en una balanza analítica (en este
caso 0.8576g).
*Disolución
A continuación se disuelve añadiendo HCl diluido como se muestra en la siguiente
reacción:
Produciéndose (Cloruro de Aluminio acuoso).
*Precipitación
Para precipitar al se le añade un agente precipitante por ejemplo NaOH.
Ocasionando la siguiente reacción:
Para saber la cantidad del agente precipitante que se va a utilizar se utiliza la
siguiente formula:

3. Considerando que el NaOH tiene una pureza del 96% y sabiendo que se utilizaran
3 moles de este para precipitar al analito, el cálculo quedaría de esta manera:
Los 3.97g de NaOH es la cantidad que se utilizaría para precipitar por completo al
analito, pero como siempre se debe considerar un margen de error y para
garantizar la precipitación completa del analito se le añade un exceso de NaOH
poniendo en su lugar 4g de NaOH.
Sabiendo que el NaOH no es solido sino acuoso tenemos que conocer su
densidad para saber cual será la cantidad en volumen para precipitar el analito.
Según las propiedades del NaOH su densidad es se realiza el siguiente
cálculo estequeométrico:
*Filtración
A continuación el precipitado se filtra con papel de precipitado, a continuación el
sedimento se decanta y se lava con agua bidestilada y se transvasa.
*Desecación
El precipitado se pasa a un crisol de peso conocido (como ejemplo para el peso
del crisol se tomara 14.5782g) y se pesara para conocer su peso inicial. Después
de eso se somete a desecación para retirarle humedad al precipitado. Pasada
1hora se pesa el crisol nuevamente y se vuelve a someter a desecación esto se
hace hasta que el peso sea constante. (Aquí pongo una tabla con pesos teóricos
del crisol y el precipitado).
Peso del crisol= 14.5782
Peso del crisol + Precipitado de = 15.4258 (Nota este dato es teórico)
Peso del crisol + Precipitado Peso del precipitado
Peso inicial 15.4258 0.8476g
Peso después de 1h 15.4012 0.8230g
Peso después de 2h 15.3870 0.8088g
Peso después de 3h 15.3825 0.8043g
Peso después de 4h 15.3830 0.8048g
Como base del peso del precipitado se tomaran las tres cifras significativas que se
mantienen constantes, con lo que el peso del precipitado seria: 0.804g

4. Para calcular el % de Humedad se utiliza la siguiente ecuación:
Quedando de esta manera:
Entonces 5.14% seria el porcentaje de Humedad de la muestra.
*Pesada del precipitado y Cálculos Gravimétricos
Sabiendo que el peso del precipitado anhidro de es 0.804gse realiza el
Calculo gravimétrico para determinar el % de Al en la muestra.
Para determinar el % de Alse utiliza la siguiente ecuación:
Sustituyendo tenemos que:
Reporte Analítico
Para la muestra del Aluminio se tomo una muestra de 0.8576g de un papel
aluminio, enseguida se disolvió con HCl diluido y se precipito con NaOH. El
precipitado se filtro, se calcino y se vovio a pesar para saber el peso del
precipitado anhidro el cual fue de 0.804g y se determino mediante los cálculos
teóricos obtenidos que el porcentaje de Aluminio en la muestra fue de 32.45%
Bibliografía
*Fundamentos de química analítica,

5. Douglas A. Skoog, Donald M. West
Editorial: CengageLearning
2005
*Química cuantitativa
Glenn H. Brown, Eugene M. Salee
Editorial: Reverte, 1967