Gravimetría consiste en determinar la cantidad proporcionada de un elemento, radical o compuesto presente en una muestra

1. GRAVIMETRIA
En Química Analítica cualitativa y cuantitativa los procesos de separación pueden llevarse a
cabo de varias formas, ellas son:
- Precipitación
- Volatilización
- Extracción
- Deposición electrolítica
- Complejación
- Adsorción
En la mayor parte de estos métodos se forma una nueva fase (gas, líquido o sólido);
según sea la naturaleza de la muestra, el constituyente buscado puede quedar en la nueva fase
formada, (por ejemplo: en un precipitado), o en la fase original.
Gravimetría de Precipitación
Los equilibrios heterogéneos en los cuales se pueden distinguir dos fases: líquida y
formación de un compuesto insoluble (precipitado) tienen gran relevancia en el análisis
químico. En el análisis cualitativo la utilizaron para separar, reconocer e identificar iones o
sustancias o grupos de ellos; también aplicaron el proceso inverso a la precipitación que es la
disolución. En el análisis cuantitativo se emplean métodos volumétricos como el de Mohr,
Volhard y Fajans, que forman parte de la Volumetría de Precipitación, y en la Gravimetría
propiamente dicha, donde una vez obtenido el precipitado, éste se transforma
cuantitativamente en otras sustancias que posteriormente se pesan.
En primer lugar recordemos que un precipitado es un sólido insoluble que se separa de
la solución. En la gravimetría por precipitación, el constituyente buscado se separa en forma
de sustancia insoluble, o sea de precipitado.
Desde el punto de vista analítico, el constituyente que se desea separar como
compuesto insoluble para su estudio debe cumplir ciertos requisitos en cuanto a la forma de
precipitación y forma de pesada.
Vamos a ocuparnos ahora de cómo se debe proceder para obtener precipitados
adecuados para separar el constituyente que nos interesa estudiar.
Idealmente, la forma de precipitación debería cumplir las siguientes exigencias:
1) El precipitado debe ser tan insoluble que la parte del constituyente buscado que
quede en solución debe ser inferior al peso más pequeño que pueda detectarse
con la balanza analítica (alrededor de 0,1 mg).
2) Los otros constituyentes presentes en la solución no deben ser precipitados por el
reactivo ni impedir la precipitación del constituyente buscado.
3) La forma de precipitación no debe quedar contaminada con las sustancias
solubles que hay en solución. Normalmente, esta condición no se cumple, pero se
puede de reducir al mínimo la contaminación, eligiendo las condiciones de
precipitación más adecuado.
4) El precipitado debe ser fácilmente filtrable y lavable, quedando libre de impurezas
solubles.

2. ETAPAS EN LA FORMACION DE UN PRECIPITADO
Es importante destacar que para que un precipitado sea de interés analítico debe
cumplir algunos requisitos, y ellos son: ser fáciles de obtener y de separar.
Las etapas que pueden distinguirse en la formación de un precipitado son dos:
1. Nucleación
2. Crecimiento de partículas
La nucleación es un proceso en el cual se junta un número mínimo de átomos, iones o
moléculas, para dar una partícula sólida estable. Luego de iniciada la nucleación comienza el
crecimiento de las partículas.
Antes de discutir estos procesos debemos recordar dos conceptos ya conocidos por
Uds. pero que son muy importantes para poder entender el proceso de la formación de un
precipitado. Ellos son: solubilidad y sobresaturación.
Solubilidad de una sustancia es la cantidad máxima de esa sustancia que puede
disolverse en una determinada cantidad de solvente a temperatura y presión dadas, para
formar una mezcla homogénea (solución saturada).
Sobresaturación es una condición en la cual una fase en solución contiene más
precipitado disuelto del que puede estar en equilibrio con la fase sólida. En general es una
condición transitoria, en particular cuando hay presentes algunos cristales de la fase sólida. Sin
embargo, algunas soluciones pueden conservarse en estado sobresaturado un tiempo
considerable bajo ciertas condiciones.
En general las reacciones de precipitación son tan lentas que aun cuando el reactivo
precipitante se agregue gota a gota a la solución del analito, puede producirse algo de
sobresaturación.
Otra variable importante que está estrechamente relacionada con las etapas de
formación de un precipitado es el tamaño de las partículas. El mismo es muy variable, en un
extremo se encuentran las suspensiones coloidales, cuyas partículas finas, del orden de 10-7
a
10-4
cm que son invisibles a simple vista, las mismas no tienen tendencia a sedimentar ni se
filtran con facilidad. En el otro extremo están las partículas que tienen dimensiones del orden
de varias décimas de milímetro. La dispersión temporal de tales partículas en la fase líquida se
llama suspensión cristalina. Las partículas de una suspensión cristalina tienden a sedimentar
espontáneamente y pueden filtrarse con facilidad.
Durante muchos años se ha venido estudiando la formación de precipitados, pero el
mecanismo de este proceso aún no es bien conocido. Sin embargo, se sabe que el tamaño de
las partículas de un precipitado está influido por variables experimentales como la solubilidad
del precipitado, la temperatura, la concentración de los reactivos y la velocidad con que se
mezclan estos últimos.
El efecto neto puede explicarse al menos cualitativamente, por la suposición de que el
tamaño de las partículas está relacionado con una propiedad del sistema denominado
sobresaturación relativa:

3. Q - S
Sobresaturación relativa =
S
Donde Q es la concentración del soluto en cualquier momento y S su solubilidad en el
equilibrio.
Estudios experimentales permiten afirmar que el tamaño de partícula varía
inversamente con el grado de sobresaturación relativa. Así se puede comprobar que cuando Q-
S/S es grande, el precipitado formado contiene partículas pequeñas y difíciles de separar,
mientras que cuando este cociente es pequeño las partículas del precipitado son más grandes
y fáciles de separar.
Se puede concluir que el tamaño de partícula de un precipitado recién formado estará
determinado por preponderancia de alguno de los procesos de formación de un precipitado:
nucleación ó crecimiento de las partículas.
Ejemplo: analizaremos que sucede cuando una solución contiene iones plata e iones
cloruro en concentraciones suficientemente bajas para que no exceda la solubilidad del AgCl.
Puede considerarse que estos iones están muy separados entre sí y que entre ellos hay una
cierta cantidad de moléculas de agua orientadas formando dipolos. Los iones plata y cloruro
están tan bien cubiertos por los dipolos del agua, que las fuerzas atractivas de sus cargas
opuestas son despreciables. Si se aumenta la concentración de los iones, éstos estarán más
cercanos; la probabilidad de colisión aumentará y puede formarse entonces un núcleo de AgCl.
Existe entonces cierta probabilidad de que un ión plata o cloruro choque con este núcleo, o se
aproxime a él lo suficiente como para que el ión se vea conducido a su posición correcta en la
red, formando un nuevo núcleo de tres átomos AgCl. Ag+
ó Cl-
. Como consecuencia de la carga
de este nuevo núcleo de tres átomos, la probabilidad de que se introduzca un nuevo ión de
carga opuesta aumenta y una nueva molécula de cloruro de plata viene a unirse a la primera.
Mientras la solución esté sobresaturada este proceso puede continuar, creciendo más y más el
núcleo a expensas de los iones de la solución.
Si la solución tiene una sobresaturación relativa alta, pueden formarse inicialmente
muchas partículas primarias (núcleos), con lo que quedarán pocos iones en solución para hacer
crecer esos núcleos. En consecuencia se obtendrá un precipitado formado por partículas
pequeñas. Además si son numerosos los núcleos formados, sus colisiones serán tan frecuentes
que formarán entre sí agregados sin posiciones correctas para los iones, resultando un
precipitado amorfo.
A la inversa, si la sobresaturación relativa es pequeña, se forman pocos núcleos, que
pueden seguir creciendo en tamaño, a partir de los iones que quedan en solución, y el
precipitado final estará constituido por cristales relativamente grandes y bien formados.
Teniendo en cuenta todo lo analizado hasta ahora podemos concluir que los
precipitado pueden ser: coloidales o cristalinos.

4. PRECIPITADOS COLOIDALES
Cuando una sustancia está dispersa en el seno de otra de forma que sus partículas
tienen un tamaño aparente del orden de a 100 ó 200 m, se dice que está en estado coloidal.
Las partículas dispersas son tan pequeñas, que no sedimentan bajo la acción de la gravedad,
pueden atravesar los filtros usuales. Presentan una enorme superficie específica. Ejemplos:
emulsiones, humos, nieblas; y dentro de los sistemas químicos el óxido de hierro (III)
hidratado.
Las suspensiones coloidales normalmente son estables durante períodos indefinidos y
no se usan como tal en el análisis gravimétrico, ya que sus partículas son muy pequeñas y no
se filtran con facilidad. Sin embargo, mediante agitación, calentamiento o adición de un
electrolito se puede transformar el coloide en una masa filtrable. A este proceso se lo conoce
como aglomeración, floculación o coagulación.
Un ejemplo de esto lo tenemos en la precipitación del tercer grupo de cationes.
Recuerden que nosotros realizamos la separación de este grupo por precipitación homogénea,
a partir de la hidrólisis alcalina en caliente de una solución de tioacetamida al 10 %. Recuerden
también que el pH alcalino (8-10) lo obtenemos a través de un buffer NH3-NH4Cl. También les
aclaramos que el NH4Cl que agregamos tiene una doble función, por un lado formar junto con
el NH3 el buffer que nos permite regular el pH adecuado para la precipitación de los sulfuros
y/o hidróxidos del tercer grupo, y por otra parte actúa como electrolito coagulante para
permitir separar algunos precipitados coloidales que forman los cationes de este grupo y que
pueden ser separados de otro modo.
El fenómeno contrario a la coagulación de un coloide, o sea el proceso por el cual un
coloide coagulado regresa a su estado coloidal se conoce con el nombre de peptización.
PRECIPITADOS CRISTALINOS
En este caso las partículas son más grandes, y por lo tanto es más fácil separarlas por
filtración, y/o centrifugación.
Los precipitados cristalinos están formados por partículas que tienen un ordenamiento
regular y repetitivo en el espacio, lo que origina una red cristalina.
Depende del tipo de análisis que se desee realizar al compuesto obtenido podrá
hacerse crecer adecuadamente el sólido cristalino de acuerdo a técnicas apropiadas.
IMPURIFICACIÓN DE PRECIPITADOS
Cuando se lleva a cabo la separación de una sustancia por formación de un compuesto
insoluble o sea por precipitación, puede ocurrir que el compuesto obtenido esté impurificado.
La impurificación puede tener origen en dos fenómenos distintos: coprecipitación y
postprecipitación.
Coprecipitación
Este es un fenómeno en el que algunos compuestos que en otras circunstancias son
solubles, se eliminan de la solución durante la formación del precipitado. Conviene destacar

5. que la solución NO está saturada con las especies coprecipitadas. Existen distintos tipos de
coprecipitación, ellos son: adsorción y oclusión.
1. Adsorción: es un proceso mediante el cual átomos, moléculas o iones se adhieren a una
superficie.
El efecto neto de la adsorción en la superficie es arrastrar como contaminante de
superficie a un compuesto que en otras condiciones normalmente sería soluble.
Los precipitados amorfos y gelatinosos son apropiados para quedar altamente
combinados por adsorción, si se tiene en cuenta la elevada superficie específica que
presentan.
La coagulación de un coloide no reduce significativamente la magnitud de adsorción debido
a que el sólido coagulado aún contiene grandes áreas de superficie interna que quedan
expuestas al solvente.
Por ejemplo: el cloruro de plata coagulado que se forma en la determinación
gravimétrica del ión cloruro está contaminado con los iones plata primeramente adsorbidos así
como con nitrato y otros aniones de la capa de contra ión. Como consecuencia, el nitrato de
plata que normalmente es soluble, coprecipita con el AgCl.
En los precipitados cristalinos también ocurre adsorción pero su efecto sobre la pureza
de éstos no se detecta fácilmente debido a la relativamente pequeña área de superficie
específica de estos sólidos.
Es una regla general que un ión que forma parte de la red cristalina de un precipitado
es adsorbido más frecuentemente. Ejemplo: si precipitamos sulfato de bario en presencia de
exceso de ión sulfato, los iones bario de la superficie del cristal atraen fuertemente a los iones
sulfato. A la inversa, si en la solución existe un exceso de iones bario, éstos serán fuertemente
adsorbidos por los iones sulfato de la superficie del cristal.
Si la solución no contiene iones comunes con el precipitado, la adsorción iónica viene
regida por la regla de Paneth-Fajans-Hahn: el ión adsorbido con más intensidad es el que
forma el compuesto menos soluble con algunos de los iones del precipitado. Ejemplo: el
precipitado de sulfato de bario adsorbe ión calcio con más intensidad que ión magnesio,
porque el sulfato de calcio es menos soluble que el sulfato de magnesio.
2. Oclusión: es el proceso en virtud del cual durante la formación del precipitado se van
incorporando a él sustancias extrañas.
Cuando un cristal crece con rapidez durante la formación del precipitado, pueden quedar
atrapados u ocluídos iones extraños de la capa de contra ión dentro del cristal en crecimiento
como la sobresaturación, y por lo tanto la velocidad de crecimiento disminuye a medida que
avanza la precipitación, la cantidad de material ocluido es mayor en la parte del cristal que se
forma primero.
Si el ión extraño tiene el tamaño adecuado y puede formar un compuesto con un ión del
precipitado que tenga la misma estructura que el precipitado, es decir que sean isomorfos, el
ión extraño puede depositarse en la red cristalina del precipitado en una posición

6. normalmente ocupada por un ión del precipitado y se forma en este caso un cristal mixto o
solución sólida.
3. Atrapamiento mecánico: es un proceso similar al de la oclusión. sólo que este se produce
cuando los cristales permanecen muy juntos durante el crecimiento. En este caso, varios
cristales crecen juntos y como consecuencia una porción de la solución queda atrapada en
pequeños huecos.
Tanto la oclusión como el atrapamiento mecánico son mínimos cuando es baja la velocidad
a la que se forma el precipitado, es decir, en condiciones de baja sobresaturación.
Postprecipitación
Es la separación de una segunda fase sólida después de la formación de otro
precipitado. El fenómeno se produce debido a que la segunda sustancia cristaliza lentamente
de su solución sobresaturada.
En la separación del calcio y el magnesio con oxalato, el precipitado de CaC2O4 debe
filtrarse después de un período corto de digestión, pues en caso contrario podría resultar muy
contaminado por MgC2O4 que postprecipitaría.
El oxalato de magnesio forma fácilmente una solución sobresaturada completamente
estable y, aún después de haberse iniciado la formación de algo de fase sólida, la cristalización
es muy lenta.
Vamos a enumerar acá los requisitos que deben cumplirse para obtener precipitados
formados por partículas grandes y contaminación mínima (transparencia 7).
1) Utilización de soluciones diluidas de problema y reactivo: hay por supuesto un
límite práctico determinado por la pérdida de precipitado por solubilidad y por las
dificultades a que da lugar la manipulación de grandes volúmenes.
2) Adición lenta de reactivo, con intensa agitación.
3) Precipitación en medio homogéneo.
Análisis cuantitativo
La gravimetría o análisis cuantitativo por pesada consiste en separar y pesar un
elemento o compuesto de composición química conocida. En todo análisis se deben realizar las
siguientes operaciones:
1) Toma de muestra.
2) Disolución de la muestra mediante agua, ácido o disgregación.
3) Análisis cualitativo.
4) Desecación.
5) Pesada inicial.
6) Dilución apropiada.
7) Técnica a seguir.
La gravimetría puede ser realizada por: a) vaporización o volatilización. b)
Electrogravimetría. c) Por precipitación.
a) Vaporización o volatilización: se elimina la parte volátil por calentamiento.
Ejemplos:

7. 
CaCO3 CaO + CO2 (1)
g1 g2
g1 – g2 = peso de CO2
Esta gravimetría se denomina indirecta.
También puede realizarse en forma directa pesando la sustancia volátil, que es
recogida en un absorbente adecuado. Por ejemplo, el CO2 desprendido en (1) se puede
recoger en un tubo pesado (g1) que contiene KOH.
CO2 + 2 KOH K2CO3 + H2O
Se vuelve a pesar y obtenemos (g2). La diferencia g2 – g1 nos da el peso de CO2. En
general se determina la pureza, o sea el %.
CÁLCULOS
Según (1):
1 PM de CO2 1 PM de CaCO3
gramos de CO2 x g de CaCO3
a g de muestra x g de CaCO3
100 g de muestra z g de CaCO3 = %
b) Electrogravimetría: se hace pasar la corriente eléctrica por una solución y el catión
a determinar se deposita en el cátodo, generalmente de platino, que se pesa antes y después
de la electrólisis. Ejemplo: Cu, Ni, Zn, etc.
c) Gravimetría por precipitación: en esta gravimetría se necesita una reacción que de
un producto lo más insoluble posible, es decir, que la precipitación sea cuantitativa y se la
considera como tal si la pérdida de sustancia no excede 0,1 mg. Algunos ejemplos son:
Ba2+
+ SO4
2-
BaSO4 s = 1/400.000
Ag+
+ Cl-
AgCl s = 1/700.000
La reacción debe ser selectiva y si no lo es deben buscarse las condiciones en que lo
sea. Por ejemplo: la precipitación de cloruro con sales de plata se lleva a cabo en medio de
ácido nítrico. También es conveniente que el producto que se obtiene para pesar sea estable y
pueda llevarse a peso constante. Hay que evitar la formación de coloides que entorpecen la
filtración. Los poros del filtro son del orden de 104
A mientras que el tamaño de las partículas
coloidales es de 10 a 103
A y por esto se debe efectuar la floculación. Cuando se precipita por
ejemplo calcio con oxalato, en medio amoniacal, la precipitación es rápida y el grano muy fino;

8. en cambio, si se comienza a precipitar en medio ácido la precipitación es más lenta y el grano
es más grueso.
PASOS A SEGUIR EN LA GRAVIMETRÍA POR PRECIPITACIÓN
1. Precipitación
Se realiza en vaso de precipitación; el líquido contenido no debe superar la mitad del
mismo. Puede llevarse entre 100 a 200 ml con agua. El reactivo agregado para precipitar debe
ser lo más puro posible o por lo menos que las impurezas que contenga no influyan en el
resultado. Su concentración debe ser diluida y se agrega generalmente sobre la solución en
caliente y agitando.
2. Separación y lavado del precipitado
Se deja decantar y luego se separa el precipitado. El material a usar para separarlo
dependerá del hecho de que se vaya luego a desecar ó calcinar.
Si se deseca se usan crisoles filtrantes, previamente tarados. Algunos tipos son:
 Crisol de Gooch: es de porcelana, tiene el fondo perforado, sobre el que se coloca
una pasta de amianto fibroso, luego se monta una placa perforada, placa de Witt,
y una nueva capa de amianto. Este es un filtro inerte.
 Crisol de Köning: es de porcelana y su fondo es de porcelana porosa que hace de
filtro.
 Crisol de Schott: es de vidrio y la placa filtrante es de vidrio prensado. Vienen
varios tipos de porosidad: fina, mediana, gruesa, etc.
En el caso de calcinación el material a usar es:
 Embudo: debe ser apropiado para el ángulo cónico que forma el papel al ser
plegado, el vástago debe ser fino y largo para acelerar la filtración, y el cuerpo
debe contener el papel, sin que sobresalga.
 Papel de filtro: el tamaño depende de la cantidad de sustancia a filtrarse. El más
corriente es el de 9 cm de diámetro, pero hay también de 7 y 11. Se usa el llamado
papel de filtro cuantitativo, que tiene las cenizas pesadas. Se los reconoce por un
número escrito en la caja o también por la franja de color de la caja. La porosidad
está indicada por un exponente del número. Ejemplo:
5891
franja negra granos gruesos
5892
franja blanca granos intermedios
5893
franja azul granos finos
En general, se filtra primero el líquido sobrenadante, luego se lava por decantación, es
decir se agrega el líquido de lavado, que normalmente es agua con alguna sustancia que
favorezca la insolubilidad del precipitado, se mezcla con el precipitado, se deja decantar y se
filtra. Luego se sigue lavando el sólido retenido. Las porciones de líquido de lavado deben ser
pequeñas (ley de reparto).

9. 3. Tratamiento del precipitado
Una vez obtenido el precipitado, se debe desecar o calcinar, de acuerdo con la técnica
elegida. La desecación se lleva a cabo en estufas entre 105 y 120ºC y sirve para quitar la
humedad. Se puede llegar hasta 250ºC.
Los crisoles filtrantes conteniendo el precipitado son llevados a estufa a la temperatura
indicada. La desecación está indicada para el caso de precipitados con sustancias orgánicas o
sustancias poco estables a la temperatura. Por arriba de 250ºC se habla de calcinación y en
este caso el precipitado se filtra a través de papel y una vez lavado se lleva a un crisol de
calcinación, el que se coloca en muflas o al mechero de acetileno, para llegar hasta los
1.200ºC. Cuando el precipitado debe ser calcinado en atmósfera inerte se usa el crisol de Rose,
que es un crisol con tapa, por la que se hace llegar una corriente de gas inerte.
4. Peso constante y pesada final
Una vez calcinado o desecado, el precipitado se debe dejar enfriar a temperatura
ambiente antes de pesar. Para ello se lleva a un desecador, que es un recipiente cerrado que
contiene una sustancia desecante, como ser el CaCl2 ó el H2SO4 concentrado. Una vez frío, se
pesa y esto se repite hasta obtener dos pesadas consecutivas iguales, que corresponde a la
pesada final.
5. Cálculos
Supongamos que se quiere determinar la pureza en cobre de una muestra de CuSO4
hidratada. Se pesa la muestra: a gramos, se disuelve y se precipita con H2S, se obtiene CuS y
una vez calcinado pasa a Cu2S, obteniéndose p gramos.
1 PM Cu2S 2 PA Cu
2 PA Cu
p g Cu2S x = p (Cu2S) .
PM Cu2S
a g muestra x g Cu
P 2 PA Cu
100 g muestra % = . . 100
A PM Cu2S
2 PA Cu
Al término se lo llama factor gravimétrico
PM Cu2S

10. En general, la expresión del factor gravimétrico se puede resumir así:
PM ó PA de lo que se determina
fg =
PM ó PA de lo que se pesa
La fórmula general queda expresada como sigue:
Pf
% = . fg . 100
Pi
Siendo: Pf = pesada final
Pi = pesada inicial
fg = factor gravimétrico
Ejemplos de factores gravimétricos:
 Se pesa como CuO y se desea determinar Cu:
PA Cu
fg =
PM CuO
 Se pesa como CaO y se desea determinar como Ca:
PA Ca
fg =
PMCaO
 Se pesa como Fe3O4 y se desea determinar Fe2O3:
3 PM Fe2O3
fg =
2 PM Fe3O4