Practica 3

PRÁCTICA 3:

Determinación gravimétrica de Ni (II)

•Fundamento teórico:

La determinación se basa en la precipitación cuantitativa de Ni (II) empleando dimetilglioxima (DMG) como reactivo precipitante. El contenido de Ni (II) se calcula a partir del peso del precipitado obtenido (determinación gravimétrica).

El reactivo forma con el Ni (II) un precipitado rosa fuerte en el intervalo de pH comprendido entre 4 y 10.

El mecanismo de formación del mismo tiene lugar al reemplazar el Ni(II) uno de los hidrógenos del grupo oxima del reactivo; mientras que, por otra parte, el par de electrones libres del nitrógeno del otro grupo oxima es cedido al Ni (II).

De esta forma se produce un complejo quelato. Los grupos hidroxilo libres del segundo grupo oxima deberían conferir al quelato un carácter hidrofílico, pero el tamaño del ión Ni(II) favorece la formación de un enlace por puente de hidrógeno entre el grupo hidroxilo libre y el oxígeno del otro grupo oxima; por ello este complejo no presenta características hidrofílicas.

•Procedimiento:

El primer día limpiamos la placa filtrante con agua destilada y unas gotas de nítrico concentrado y la dejamos secando en la estufa a 110º C.

El segundo día recogemos la placa, la colocamos en el desecador hasta que se enfría y la pesamos repetidas veces hasta obtener peso constante.

Pesamos en una balanza de precisión 5.000 gramos de cloruro de haxaminníquel (II) hemihidratado problema y lo disolvemos en unos mililitros de nítrico, trasvasamos la disolución a un matraz aforado de 250 ml y enrasamos con agua destilada.

A continuación pipeteamos 10.0 ml de esta disolución a un vaso de 500 ml y adicionamos agua hasta 250 ml, así como una gota del indicador rojo de metilo y otra de azul de metileno. De esta manera comprobamos que la disolución mantiene el pH ácido (color morado). Añadimos NH3 para basificar la disolución hasta pH 8-9 (color verde).

También adicionamos ácido tartárico. Acidulamos la disolución con HCl 2M hasta hacer cambiar la tonalidad a morado. El reactivo dimetilglioxima empieza a precipitar a pH mayor de 4; de esta manera consigo un precipitado más homogéneo.

Calentamos la disolución en un baño de agua entre 60-80º C y añadimos 30 ml de DMG. A continuación vamos adicionando lentamente NH3 2M hasta que aparezca un precipitado rosa fuerte y seguimos añadiendo NH3 hasta pH 8-9 (la DMG forma el precipitado con el níquel en el intervalo de pH comprendido entre 4 y 10).

Agitamos y dejamos la disolución en el baño de agua, añadiendo de vez en cuando NH3 para mantener el pH.

Filtramos con ayuda del kitasato, la placa filtrante y una bomba de succión la suspensión obtenida, lavamos con agua destilada el precipitado, recogiendo el agua de lavado hasta que ésta de negativo en los ensayos con AgNO3, es decir, hasta que no queden cloruros en el precipitado.

Llevamos la placa hasta una estufa a 110-120º C para secar el precipitado y a continuación la metemos en el desecador. Pesamos hasta conseguir un peso constante, que en nuestro caso es de 30.5488 g.

•Cálculos:

placas vacías con precipitado

A 32.0254g 32.2253g

B 31.0892g 31.2932g

C 30.3061g 30.5488g

-Determinar el % Ni(II) contenido en la muestra:

(b-a) f (V muestra/ V alícuota) x 100

%Ni =

M

a = peso en gramos de la placa

b = peso en gramos de la placa con el precipitado

f = Ni/(DMG) 2 Ni = 0.2032

M = peso de la muestra en gramos

placa A: 20.28% Ni (5.006g de muestra)

placa B: 20.73% Ni (5.000g de muestra)

placa C: 24.66% Ni (5.000g de muestra)

Arriba he empleado la fórmula, paso a paso sería asi:

%masa placa con precipitado-masa placa vacía = masa Ni (DMG) 2

placa A: 32.2253 - 32.0254 = 0.1999g

placa B: 31.2932 - 31.0892 = 0.2040g

placa C: 30.5488 - 30.3061 = 0.2427g

%moles Ni (DMG) 2 = n Ni (DMG) 2 / MM Ni (DMG) 2 = moles Ni 2+ (por estequiometría)

placa A: 6.92x 10 -4 moles

placa B: 7.06 x10 -4 moles

placa C: 8.41 x 10 -4 moles

%masa Ni 2+ = moles Ni 2+. matómica Ni 2+ (58.71 g/mol)

placa A: 0.0404g

placa B: 0.0414g

placa C: 0.0493g

estos datos se refieren a una alícuota de 10 ml así que en el volumen total de 250 ml hay:

placa A: 1.010g de Ni 2+ ! 20.2% [(1.010/5.006)x 100]

placa B: 1.035g de Ni 2+ ! 20.7% [(1.035/5.000)x 100]

placa C: 1.232g de Ni 2+ ! 24.6% [(1.232/5.000)x 100]

•Cuestiones:

• ¿Por qué es necesario añadir ácido tartárico?

El ácido tartárico se añade para evitar que precipiten hidróxidos de otros iones metálicos presentes, tales como el Fe (III), Al (III) o el Bi (III).

• Al adicionar el reactivo DMG no se forma el precipitado, al añadir NH3 sí. ¿Cuál es el reactivo precipitante? Razonarlo.

El reactivo precipitante es la dimetilglioxima (DMG), que forma con el Ni2+ un precipitado rosa fuerte, según la ecuación:

Ni2+ + 2DMG ! Ni (DMG) 2 !

Pero esto sólo tiene lugar en el intervalo de pH de 4 a 10; antes de la adición de NH3 el medio era excesivamente ácido (HNO3 concentrado) de manera que la adición de NH3 sirve para basificar el medio y permitir la reacción anterior.

• ¿Sería posible adicionar NaOH en lugar de NH3? ¿Por qué?

El NaOH y el NH3 pueden actuar ambos como

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