El documento describe un procedimiento gravimétrico para determinar el contenido de níquel mediante la formación del quelato insoluble dimetilglioximato de níquel. El níquel es precipitado selectivamente de la muestra usando dimetilglioxima en medio alcalino. El precipitado se lava, se seca y se pesa, y la masa se usa para calcular el porcentaje de níquel en la muestra original.

1. PRÁCTICA GRAVIMETRIA DE DMG - Ni<br />OBJETIVOS:<br />Objetivo General:<br />Utilizar el método gravimétrico para determinar el contenido de níquel por formación del quelato insoluble dimetilglioximato de níquel.<br />Objetivos específicos:<br />Realizar un buen manejo de un precipitado organometálico.<br />Manejar con propiedad los efectos que actúan sobre la solubilidad de un precipitado, para seleccionar las mejores condiciones que permitan separar un ion, y realizar una correcta precipitación cuantitativa.<br />INTRODUCCIÓN <br />El análisis gravimétrico se basa en la medida de la masa de un producto, mediante la cual se calcula la cantidad de analito que hay en una muestra. El producto ideal de un análisis gravimétrico debe ser insoluble, fácilmente filtrable, muy puro y debe tener una composición conocida. Aunque pocas sustancias cumplen todos estos requisitos, aplicando técnicas adecuadas se pueden optimizar las propiedades de los precipitados gravimétricos.<br />La solubilidad de un precipitado, de ordinario, disminuye enfriando la disolución.<br />Las partículas no deben ser tan pequeñas que pasen a través del filtro o la obstruyan, los cristales grandes tienen además menor área superficial, donde se pueden absorber especies extrañas.<br />La sobresaturación tiende a disminuir el tamaño de partícula de un precipitado.<br />Para favorecer el crecimiento de partículas se añade lentamente el precipitante mientras se agita vigorosamente, para evitar condiciones de gran sobresaturación local en los puntos en que el precipitante entra en contacto con el analito.<br />MATERIALES Y REACTIVOS<br />Pipeta de 10,00 mL<br />Plancha de calentamiento<br />Vaso precipitado de 50 mL<br />Probeta de 20 mL<br />Pipeta Pasteur<br />Embudo de decantación<br />Papel filtro<br />Vidrio de reloj<br />Erlenmeyer de 250 mL<br />DMG 1%<br />Muestra problema de Ni +2<br />HCl diluido<br />NH4OH diluido<br />CUESTIONARIO<br />¿Qué es un análisis gravimétrico y cuáles son sus ventajas?<br />Un análisis gravimétrico se basa en la medida de la masa de un producto insoluble, formado por la adición de una sustancia que reaccione con el analito y lo forme, mediante la masa del precipitado se determina la cantidad de analito que hay en la muestra. Si se realiza bajo condiciones adecuadas (elección correcta del agente precipitante, pH, tamaño de partículas), sus resultados serán de una exactitud alta.<br />¿Cuál es la reacción entre el Ni2+ y la dimetilglioxima?<br />¿Cuáles son los interferentes en la técnica de análisis gravimétrico de níquel?<br />Al lavar el precipitado al final, hasta fin de cloruros, se eliminan todas las interferencias, para pesar exclusivamente el dimetilglioxamato de níquel.<br />Si se encuentra en la muestra Ca2+ y otros cationes metálicos, pueden formar complejos solubles, por lo cual ante su presencia se deberá utilizar un exceso de reactivo.<br />Si hay Fe 3+, Al 3+, Bi 3+ o Cr 3+, estos iones pueden formar hidróxidos en medio amoniacal. Se evita agregando un tartrato o citrato soluble. Si hay Fe 2+, da una coloración roja a la disolución, se puede evitar oxidando con H2O2 o persulfato antes de añadir amoniaco. Si hay Pd 2+, en medio clorhídrico o sulfúrico, precipita Pd(DMG)2 amarillo de composición similar al compuesto Ni(DMG)2.<br />¿Cómo comprueba que la precipitación del níquel fue completa?<br />El precipitado debe presentar un color rojizo (rosa) característico, se lava con un poco de DMG, con un poco de agua fría, se filtra, y el precipitado se pone a secar en estufa, hasta peso constante. Mientras que del residuo, de la filtración del precipitado, se toma una muestra, se le agregan unas gotas de amoniaco concentrado y se le agregan unas gotas de DMG, si forma un precipitado rosa, aun hay presencia de Ni en la muestra.<br />¿Por qué hay que lavar el precipitado hasta fin de cloruros?<br />A fin de que en el área superficial de los cristales del precipitado, pueda contener alguna sustancia interferente al momento de pesarlo, se lava hasta fin de cloruros, asegurando que solo se esta pesando el quelato insoluble dimetilglioxamato de níquel.<br />¿Qué características debe presentar un precipitado en un análisis gravimétrico?<br />Tener una solubilidad lo suficientemente baja para que no hayan perdidas importantes durante la filtración y el lavado.<br />No reacciones con los componentes atmosféricos.<br />Se pueda filtrar y lavar fácilmente para quedar libre de contaminantes.<br />Tener una composición conocida después de secarlo o, si fuera necesario, de calcinarlo.<br />¿Hasta cuándo hay que secar para reportar el peso del dimetilglioximato de níquel?<br />Secar a 110 °C – 120°C, hasta peso constante con el fin de purificar (eliminar sustancias volátiles) para que en el momento del peso solo se ecncuentre el Ni(C4H7O2N2)2.<br />¿Qué es nucleación?<br />La nucleación es un proceso en el cual se agrupa una cantidad mínima de átomos, iones o moléculas para formar un sólido estable. En muchos casos, estos núcleos se forman sobre la superficie de contaminantes sólidos suspendidos, como partículas de polvo. El proceso de precipitación posterior consiste en una competencia entre nuevos procesos de nucleación y el crecimiento de los núcleos ya existentes (crecimiento de partícula).<br />Si predomina la nucleación, el resultado es un precipitado que contiene muchas partículas pequeñas; si domina el crecimiento de partícula, se produce menor numero de partículas, pero de mayor tamaño.<br />¿Qué es una precipitación homogénea?<br />La precipitación homogénea es un proceso en el cual se forma un precipitado por la generación lenta y homogénea del reactivo precipitante en la disolución. En este caso no es posible que haya exceso de reactivo local porque el agente precipitante aparece de forma gradual y homogénea en la disolución, y reacciona de inmediato con el analito. Por lo cual, la sobresaturación relativa se mantiene baja durante toda la precipitación.<br />El esquema analítico de Hillebrad y Lundell para el análisis de Ni en las menas implica la precipitación de Ni2+ usando dimetilglioxima. Se tiene una muestra de 0,8271 g de mena, y se sabe que el contenido de Ni es del 2,30 %.<br />¿Cuántos mililitros de una disolución alcohólica de dimetilglioxima al 1,21 % se deben usar para tener un exceso del 90 % del requerido en la reacción (ver ejercicio 2). Suponer que la densidad de la disolución de dimetilglioxima es 0,790 g/mL. <br />0,8271 g Ni*2,30%100%=0,1902 g Ni<br />mol Ni=0,01902 g Ni*mol Ni58,69 g Ni=3,241x10-4mol Ni<br />mol DMG=3,241x10-4mol Ni*2mol DMG1mol Ni=6,483x10-4mol DMG<br />g DMG=6,483x10-4mol DMG*116,5 g DMG1mol DMG=0,00753 g DMG<br /> g DMGexceso=0,00753g DMG*1,9=0,1435 g DMG<br />0,1435 g DMG*100 %1,21 %=11,82 g DMG<br />mL DMG=11,82 g DMG0,79 gmL=14,96 mL<br />¿En este análisis, cuanto precipitado de Ni(C4H7N2O2)2 se debe obtener?<br />mol Ni=mol Ni(C4H7N2O2)2<br />3,241x10-4mol Ni(C4H7N2O2)2=3,241x10-4mol Ni<br />PROCEDIMIENTOS<br />BIBLIOGRAFIA<br />SKOOG. Fundamentos de química analítica. Oct edición. Ed.Thomson;2005. Pag 317- 336.<br />ALVAREZ, Dolores. MANUAL DE PRÁCTICAS, Análisis químico cualitativo y cuantitativo.UNED. pag 17-19.<br />http://www.calidoscopio.com/calidoscopio/ecologia/quimica/analit1.pdf<br />¿Por qué es necesario añadir ácido tartarico?<br />Se añade para evitar las interferencias de los iones Fe(III), Al(III), y el Bi(III), para evitar que precipiten como hidróxidos.<br />¿Al adicionar reactivo DMG no se forma precipitado, al añadir NH3 si. ¿ Cuál es el reactivo precipitante?<br />El reactivo precipitante si es la dimetilglioxima, pero la formación del quelato insoluble de dimetilglioxamato de niquel, no se da en medio ácido, por lo cual, antes de la adicion del NH3, el medio era acido por el HNO3 concentrado. Entonces al ir alcalinizando el medio, la reacción se va dando, y se forma el precipitado.<br />¿Seria posible adicionar NaOH en lugar de NH3?<br />Aunque en NH3 se adiciona con el fin de alcanilizar el medio, y una base fuerte como la soda caustica podría cumplir esta función, y permitir la reacción, no se debe adicionar NaOH, pues genera interferencias con la formación de el hidróxido de níquel (II).<br />¿Por qué es necesario realizar la precipitación en caliente, adicionando el reactivo lentamente?<br />Para una precipitación homogénea, la reacción se debe dar lentamente, para evitar la sobresaturación relativa, y en caliente se ayuda a aumentar el crecimiento de los cristales, y la cantidad de cristales, evitando que pasen por los poros de los filtros y aumentando la exactitud del análisis gravimétrico.<br />¿Por qué lavamos el precipitado? ¿Qué pasaría si se lavara en caliente?<br />El precipitado se lava con la intención de eliminar cualquier sustancia que pueda generar interferencia en la medida del peso del precipitado, las sustancias se pueden adherir al área superficial de los cristales.<br />¿Por qué dejamos la solución con el solido formado a 60-80°C durante media hora?<br />Existen dos posibilidades, permitir un envejecimiento o digestión del precipitado, al dejarse a 60-80°C, se realiza la digestión, donde el precipitado se va purificando, y los cristales se perfeccionan.<br />Realiza los cálculos pertinentes para hallar el porcentaje de Ni en una moneda<br />%Ni=(f*pp*100)/gtotal<br />f=Ni/Ni(DMG)2 factor gravimétrico<br />p/p= concentración peso a peso del precipitado<br />g total= gramos de la muestra total<br />