Un análisis gravimétrico es una técnica analítica que se basa en la medición de masa. Un tipo de análisis gravimétrico implica la formación, separación y determinación de la masa de un precipitado, que se aplica en general a compuestos iónicos. Una muestra de una sustancia de descomposición desconocida se disuelve en agua y se convierte en precipitado al hacerla reaccionar con otra sustancia. El precipitado se filtra, se lava, se seca y se pesa. Conociendo la masa y la fórmula química del precipitado formado, es posible calcular la masa de un componente químico específico (anión o catión) en la muestra original. Por último, a partir de la masa del componente y de la masa de la muestra original, se determina la composición porcentual en masa del componente en el compuesto original.
La siguiente reacción se estudia con frecuencia en el estudio gravimétrico debido a que los reactivos se pueden obtener de forma pura:
AgNO3 (ac) + NaCl (ac) —————-> NaNO3 (ac) + AgCl (s)
En la ecuación anterior reaccionan el nitrato de plata con el cloruro de sodio, para formar nitrato de sodio en solución y un precipitado conocido como cloruro de plata. La ecuación iónica neta es la siguiente:
Ag+ (ac) + Cl– (ac) —————> AgCl (s)
Si se quiere determinar experimentalmente el porcentaje en masa de Cl en una muestra de NaCl se procede de la siguiente manera:
- Se pesa con exactitud la muestra de NaCl y se disuelve en agua.
- Se agrega solución de AgNO3 en exceso para asegurar que todo el Cl– precipite como AgCl.
- Se separa el precipitado de la solución con un filtro adecuado, se lava la solución con un solvente en el cual el cloruro de plata no sea soluble (aseguramos de esta manera que no quede nitrato de plata en el precipitado), se seca y se pesa (se secará y pesará hasta obtener pesada constante).
- Conociendo la masa de AgCl se calcula la masa de Cl–.
- Como esta misma cantidad de Cl– está presente en la muestra original de NaCl, se calcula el porcentaje en masa de Cl– presente en la sal.
El análisis gravimétrico es una técnica muy exacta, ya que la masa de la muestra se puede pesar con exactitud (hasta 5 decimales). Sin embargo, el procedimiento se aplica a reacciones que se completen en un 100% (no puede aplicarse en precipitados solubles o ligeramente solubles solo en precipitados insolubles).
Sépase que el análisis gravimétrico no establece totalmente la identidad de la sustancia desconocida (en el ejemplo se trabajó con una conocida pero no siempre es así). Sin embargo, conocer el porcentaje en masa de Cl ayuda a limitar las posibilidades. Esto se debe a que no hay dos compuestos que teniendo el mismo anión o catión tengan la misma composición porcentual en masa.