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Gravimétrie

Gravimétrie

Cette technique regroupe toutes les méthodes basées sur une détermination pondérale.
La substance pesée peut provenir:

  • d’une réaction de précipitation,
  • ou constituer un résidu d’une volatilisation ou d’une extraction.

La gravimétrie est l’une des méthodes d’analyse quantitative les plus anciennes (utilisée bien avant les méthodes titrimétriques).

Dans les méthodes gravimétriques par précipitation, la substance à doser est convertie quantitativement en un composé insoluble.

Ces méthodes par précipitation sont à distinguer de :

  • L’électrogravimétrie: L’élément ou le composé à doser est déposé sur une électrode par électrolyse.
  • La gravimétrie par volatilisation: Mesure de la perte de masse consécutive au dégagement d’un composé.

Protocole du dosage gravimétrique

  1. Prise d’essai de l’échantillon avec mise en solution éventuelle
  2. Précipitation sous la forme choisie
  3. Séparation et lavage du précipite
  4. Séchage et pesée

Conditions de précipitation (isolement)

Le composé à analyser doit être précipité sous une forme aussi insoluble que possible (Ps très faible) , de façon à réduire les pertes au minimum. Les paramètres qui conditionnent ce choix sont d’ordre physique et chimique.

Choix du composé (précipité)

  • Il est guidé par la valeur du Ps. On considère que la réaction de précipitation est quantitative lorsque le Ps est inférieur à quicklatex.com-3dd0ba0c4471b81e77d465a58f056d8b_l3 Gravimétrie . ( En fait le Ps ne permet de comparaison que si les coefficients sont les mêmes. A titre d’exemple, on ne peut pas comparer quicklatex.com-3c4636365f4fc17cdb963fb9c0212a2a_l3 Gravimétrie et quicklatex.com-f57a4ad894554f378d115d17a90dfa71_l3 Gravimétrie .
  • Intervient également le coefficient de transformation; plus le PM du composé est élevé, plus faible est l’erreur sur la pesée. De là résulte l’intérêt des réactifs organiques de précipitation tel que la diméthylglyoxime, l’hydroxy-8 quinoléine (oxime).
  • Ps permet le calcul des concentrations des espèces existantes en solution, à condition d’utiliser les Ps effectifs et de tenir compte de l’environnement ionique.

Conditions physiques

Étude de la solubilité (S) en fonction de T°C et la taille des grains

  • Si peu saturée, peu de germes, (gros grains);
  • Si sursaturée, beaucoup de germes (petits cristaux). Donc travailler en milieu homogène. Le réactif de précipitation peut être préparé in situ; degré de sursaturation bas, avec peu de germes formés. On obtient de gros cristaux .
  • T°C : Pour une même concentration, une solution est plus facilement sursaturée à froid qu’à chaud.
  • A froid quicklatex.com-87548f43a9faa7d1702bf3b6660a62f5_l3 Gravimétrie grains très fins et quelquefois des colloïdes.(Solution sursaturée)
  • A chaud quicklatex.com-87548f43a9faa7d1702bf3b6660a62f5_l3 Gravimétrie favorable à la formation de grosses particules.(Solution peu saturée)

Conditions chimiques

  1. Effets d’ions commun: Solubilité (S) diminue
  2. Effets d’ions étrangers:
    1. Si les ions ne sont pas spécifiques, S d’un composé augmente quand la concentration en sels augmente. Exemple : la solubilité du quicklatex.com-4b87236d75f7dc1515a93b7f58d00d23_l3 Gravimétrie est deux fois plus élevée dans une solution des chlorures que dans l’eau, d’où la condition de ne pas introduire trop de substances étrangères.
    2. Si les ions sont spécifiques, prendre en compte l’influence du pH , de l’hydrolyse, la compétition et le recul d’ionisation.
  3. Conditions de pureté : Celles-ci visent à éliminer les impuretés ou à les diminuer : Co-précipitation, adsorption, inclusions…

Conditions de pesée

Le produit obtenu par précipitation peut ne pas être le plus propre à la pesée ; en outre, il peut-être, dans les meilleures conditions, au moins souillé par l’eau ou le solvant utilisé; donc avant de le peser, il va falloir éliminer celui ci.
Les solvants très volatils (l’éther ou l’acétone, posent peu de problèmes)
Le seul solvant très gênant est l’eau.
Souvent, on est obligé :

  • d’opérer sous vide (ou sous pression réduite)
  • de chauffer
  • d’ajouter un desséchant et même les trois.

NB: s’assurer que le composé n’est pas détruit ! en examinant les courbes de pyrolyse.

Applications

Méthodes directes

Opérer par pesée, après simple chauffage ou calcination.

Exemple :

  • Oxalate et sulfate de fer.
  • Iodate et chlorure de potassium.

Méthodes par extraction

Effectuer une pesée après extraction et évaporation.
Il faut diminuer l’ionisation pour que le composé recherché soit extrait dans le solvant organique, par exemple:

  • Détermination des Principes Actifs (PA) des drogues végétales.
  • Dosage du benzoate de lithium par extraction par l’éther en milieu chlorhydrique. Après évaporation on pèse l’acide benzoïque.
Image12 Gravimétrie
Les principaux réactifs utilisés et les conditions opératoires requises en gravimétrie

Méthodes par précipitation

Éléments minéraux
  • Cations → sulfure
  • Halogène → sel d’argent
  • S; quicklatex.com-9ea6efd841f7db6bf1b2e1dce9545c92_l3 Gravimétriequicklatex.com-4b87236d75f7dc1515a93b7f58d00d23_l3 Gravimétrie
  • P; quicklatex.com-9954b429841ab0ceba2d8c50ce82c557_l3 Gravimétriequicklatex.com-4dc31fa758e1146dceebe62d3d648171_l3 Gravimétriequicklatex.com-a464a051cf92a20899d13bf5bbfc7aee_l3 Gravimétrie (gravimétrie)
  • quicklatex.com-031ec57fdbb84fa420cd213bc01d2209_l3 Gravimétriequicklatex.com-e3818765c37d1cc4b4e881b08c1e7fad_l3 Gravimétriequicklatex.com-0c0c53f1c8dbb1942a83d714508d07f2_l3 Gravimétriequicklatex.com-f1f987372a1e8befca450b6e48d67b70_l3 Gravimétrie (thermogravimétrie)

cations: un certain nombre de réactifs organiques permettent de précipiter plus spécifiquement les cations. On peut citer comme exemple le dimethylglyoxine ou 8-hydroxyquinoleine (ou oxine). Il faudra deux
ou trois molécules de ces coordinats bidentés pour un cation suivant que sa coordinance est 4 ou 6.

Molécules organiques

On réalise le blocage de fonctions qui solubilisent le corps étudié et en même temps on alourdit la molécule.

Exemple :

  • Aldéhydes ou cétones: On forme les oxines ou les hydrazones. Par exemple, on prépare la 2-4 dinitrophénylhydrazone du camphre, ou la phénylhydrazone de l’aldéhyde benzoïque.
  • Alcools phénols: On forme les dérivés acétylés
  • Composés basiques, alcaloïdes, vitamines: On forme des dérivés silico-tungstiques.

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