Análisis de resultados

En la realización de la práctica se siguió una metodología analítica clásica que permite por medio de la transformación de un determinado componente de una solución problema en un compuesto con características cuantificables óptimas, determinar su presencia y cantidad en la muestra motivo de interés.

Para el caso en particular, se llevó a cabo la determinación gravimétrica de níquel en una solución de un compuesto q lo contenía a través de un proceso de separación por precipitación descrito previamente. Durante la realización de esta experiencia han podido verificarse aspectos relevantes e inherentes al comportamiento de las sustancias químicas dentro del proceso, q generan inferencias importantes desde el punto de vista cuantitativo y cualitativo.

La dimetilglioxima es en éste caso el agente precipitante en la reacción de formación del compuesto insoluble que es el que finalmente provee una muestra vehemente de la presencia del níquel en la solución y permite la valoración de sus características cuantitativas. Éste agente precipitante fue agregado a la muestra problema con níquel en forma de disolución alcohólica luego de una adición de HCl que confirió al medio propiedades ácidas.

La dimetilglioxima (DMG) puede considerarse un ácido monoprótico relativamente débil en agua por lo q el equilibrio ácido-base a pH menor o igual a cuatro (presente en la solución luego de la adición de HCl) no favorece la disociación del ácido y la consecuente generación de iones dimetilglioximato [1] , el cual es el directo responsable en la generación del complejo insoluble con níquel, por lo q puede considerarse q a éstas condiciones de acidez el precipitado rosa característico no se formará cuantitativamente, lo cual confirma las apreciaciones visuales experimentadas durante la práctica.

La posterior adición de hidróxido de amonio favoreció la alcalinización del medio con lo q la formación de iones dimetilglioximato se vio favorecida y así la consecuente generación del precipitado analizable. Es importante que la alcalinización del medio se lleve a cabo con solución de hidróxido de amonio y no con otros compuestos básicos como NaOH ya q es posible q ocurra la formación de precipitados de Ni(OH)2 disminuyendo el rendimiento de la reacción principal, lo que provocaría un error que podría no estarse tomando en cuenta.

El concepto de sobresaturación relativa (sección 2,4) y sus implicaciones dentro de la formación de un precipitado cuantificable son de relevancia dentro de la configuración del proceso de precipitación ya que como previamente se menciona, un bajo valor de esta favorece la formación de compuestos insolubles con tamaño de partícula grande (cristales) y de fácil manejo, lo q redunda en una filtrabilidad óptima y un lavado igualmente sencillo, además de q este tipo de precipitados suelen tener menos interferencias externas y generar compuestos más puros. Existen variables experimentales que son determinantes dentro del manejo de esta sobresaturación

relativa como la solubilidad del precipitado, la temperatura, la concentración de los reactivos y la velocidad con la que se mezclan [2].

Las reacciones de precipitación son generalmente lentas, por lo q la adición de Dmg directamente sobre la solución en medio básico generaría cierta sobresaturación lo cual no es conveniente si se quiere tener características de formación cuantificables. Es por esto q se recurre a una precipitación homogénea (sección 2.12) en la que el agente precipitante es liberado o genera sus componentes precipitantes a medida que una determinada reacción o condición plausible es modulada, q para este caso sería la formación del ión dimetilglioximato por fluctuaciones en el pH de experimentación. Así mismo son controladas otras variables como la temperatura con el calentamiento en baño maría d la solución luego de la adición del hidróxido, la agitación continua y la adición lenta de los reactivos influyentes. Con estas medidas se reduce la concentración del soluto en un determinado momento (Q en la ecuación de sobresaturación relativa) favoreciendo el decrecimiento de la saturación.

Luego del calentamiento en baño maría se llevó a cabo un procedimiento donde se deja en reposo los componentes formados en presencia de sus aguas madres favoreciendo mecanismos de recristalización. Este proceso, conocido como digestión del precipitado da lugar a la formación d un compuesto más puro y más fácilmente filtrable.

A continuación se procede a realizar la separación de las dos fases formadas mediante filtración por gravedad. La solución separada es transparente y el precipitado permanece en el papel de filtro en una coloración rosada intensa como dimetilglioximato de níquel. A la solución filtrada se le practicó una prueba para identificación de níquel q dio resultados positivos evidenciados en el cambio de color en la solución a rosa al agregar DMG e hidróxido de amonio. Así, la solución filtrada fue alcalinizada y recirculada por el montaje de filtración con el fin de separar las trazas remanentes de Ni, lo cual fue verificado con otra prueba de identificación q arrojó resultados negativos para la presencia de Níquel en solución. La separación incompleta del níquel como dimetilglioximato pudo deberse principalmente a la poca basicidad en el medio originada por un volumen de hidróxido de amonio añadido insuficiente.

Como segunda medida se practicaron pruebas de identificación de iones cloruro provenientes del HCl agregado previamente q pueden originar errores en la determinación de la masa al ser adsorbidos en la superficie del precipitado. Para ello se usó ión plata en una muestra de solución filtrada previamente acidificada, la cual formó un precipitado instantáneamente distintivo q permitió confirmar la presencia de cloruros. Su presencia fue eliminada lavando continuamente el precipitado, aprovechando su solubilidad en agua y haciendo observaciones sucesivas de la presencia del anión de cloro en solución, hasta q su prueba de identificación arrojase resultados negativos.

Finalmente se secó el precipitado y su masa fue registrada para realizar el correspondiente análisis cuantitativo de níquel a partir de su compuesto sólido derivado de dimetilglioximato de níquel.

En lo q respecta a la cuantitividad del procedimiento, se hicieron los respectivos cálculos gravimétricos (Tabla 1) con el fin de determinar la cantidad de níquel presente en la solución problema original de acuerdo al valor registrado para la masa de dimetilglioximato. Se obtuvo un valor de concentración porcentual en peso en la solución de 0,2621% en níquel, asumiendo densidad en la solución acuosa de 1,0g/mL (sección 7,1).

De los 10 resultados obtenidos grupalmente puede inferirse q presentan similitudes entre sí en relación con un patrón q oscila los 0,12g de masa de dimetilglioximato. De estos datos puede analizarse su comportamiento en términos de precisión estadística únicamente, ya q no se cuenta con un valor real o teórico según el cual podría hacerse relaciones de exactitud en las medidas realizadas y en los métodos utilizados. En general es posible decir q los resultados presentaron una alta dispersión entre sí evidenciada en los valores de desviación relativa (superior al 5%) y coeficiente de variación altos calculados. Esta situación trae implícitamente como consecuencia que cuatro de los datos obtenidos (40%) sean potencialmente rechazables debido al intervalo de confianza calculado y a las desviaciones relativas mayores al 5%.

En particular, se usó como criterio para establecer datos “sospechosos” el intervalo de confianza calculado al 95%, y como prueba de descarte o eliminación la prueba Q.

Es así como se obtiene en el primer tratamiento estadístico que de los datos tentativamente eliminables sólo uno (grupo 2) puede ser rechazado con el 90% de confianza de q no sea un dato verídico o relevante (sección 7,2).

Se procede así, a calcular nuevos parámetros estadísticos de precisión con los nueve datos restantes q muestran una menor dispersión entre sí, es decir una mayor precisión con respecto a un valor promedio en relación con el análisis estadístico anterior, condición verificada igualmente en los valores de desviación relativa y coeficiente de variación calculados (sección 7,3). En éste caso se reportan igualmente 4 datos “sospechosos” de los cuales ninguno es eliminado en la prueba Q al 90% de confianza, con lo q se concluye la eliminación de datos por métodos estadísticos.

Puede así asegurarse q los datos restantes representan una alta reproducibilidad en los métodos utilizados para llegar a ellos y q el procedimiento en general, garantiza una buena calidad en términos de precisión.

1. http://www.calidoscopio.com/calidoscopio/ecologia/quimica/ analit1.pdf+dimetilglioxima+niquel+gravimetria

2. Skoog