Análise GravimétricaA análise gravimétrica está baseada na medida indireta de massa de um ou mais constituintes de uma amostra, por medida indireta deve-se converter determinada espécie química em uma forma separável do meio em que se encontra, para então ser recolhida e, através de cálculos estequiométricos, determinar a quantidade real de determinado elemento ou composto químico, constituinte da amostra inicial. A separação do constituinte pode ser efetuada por diversos meios: • Precipitação química • Eletrodeposição • Volatilização • Extração Vamos nos deter exclusivamente em gravimetria por precipitação química e por volatilização. As principais vantagens da análise gravimétrica constituem-se em operações unitárias de fácil execução e utiliza-se equipamentos simples; entretanto, as desvantagens são: tempo muito longo para sua execução e sujeito a uma série de erros acumulativos GRAVIMETRIA DE PRECIPITAÇÃO A precipitação, em linhas gerais, segue a seguinte ordem: Precipitação Filtração Lavagem Aquecimento Pesagem Requisitos para que uma reação de precipitação possa ser utilizada num processo de Gravimetria: • Reagente precipitante seletivo • Precipitado gravimétrico que seja pouco solúvel • Precipitado facilmente separável da fase líquida • O precipitado deve ser ele próprio uma forma de pesagem adequada ou, então, de fácil conversão em um composto de composição definida Requisitos necessários para a forma de pesagem: • Composição perfeitamente definida • Não ser higroscópica • Conversão do precipitado em forma de pesagem seja feita sem controle da temperatura • Pequena quantidade do constituinte a determinar origine uma quantidade relativamente grande da forma de pesagem CÁLCULO DE RESULTADOS NA ANÁLISE GRAVIMÉTRICA A análise Gravimétrica envolve duas medidas de massa, a pesagem da amostra tomada para análise e a pesagem de uma substância de composição conhecida derivada do constituinte desejado. A percentagem em peso de um constituinte na amostra é dada por: P= *100 (equação 1) • Pulverulentos ou finamente cristalinos: Consiste em agregados de diminutos cristais individuais. o fator gravimétrico será: F= = = 1. São volumosos. As partículas do precipitado são cristais individuais bem desenvolvidos. Q = massa da amostra Na maioria das vezes. têm a consistência de flocos e arrastam quantidades consideráveis de água. a temperatura. se transforma em um peso formal de CaO. baseada na pesagem do constituinte como difosfato de magnésio: F= = = 0. oferecem dificuldade a filtração. • Gelatinosos: Resultam da floculação de colóides hidrófilos.6H2O. A floculação pode ser efetuada por adição de eletrólitos. com a equação: q = F * q’ (equação 2) Onde: F= fator gravimétrico é definido como sendo o número de gramas do constituinte contido em 1 grama da forma de pesagem.2783 Em certas determinações gravimétricas. Às vezes. Os agregados de partículas coloidais são facilmente retidos pelos meios filtrantes usuais.5685 Em resumo. aquecimento e agitação. Como um peso formal de C2O4 dá um peso formal de CaC2O4. que por sua vez. . São bastante densos. a solubilidade do precipitado no meio em que se origina. Assim. Exs: haletos de prata. Então. seguida de calcinação e pesagem do resíduo de óxido de cálcio. 13736 Nesse momento passar um exercício para eles treinarem em sala de aula: • Encontrar o fator gravimétrico na determinação de fósforo. Exs: NH4MgPO4. a velocidade de adição destes últimos. acusado pela forma de pesagem. • Grumosos: Resultam da floculação de colóides hidrófobos.Onde: q = massa da forma de pesagem. pois eles arrastam pouca água. Oferecem dificuldades à filtração e à lavagem. o constituinte procurado não mais aprece na forma de pesagem. neste sentido. a percentagem em peso do constituinte desejado é dada por: P= *100 TIPOS DE PRECIPITADOS: • Graudamente Cristalinos: São os mais favoráveis para fins de análise gravimétrica. é possível determinar oxalato mediante sua precipitação como oxalato de cálcio. pois a presença de pequenos cristais obriga o uso de filtros de textura densa e lentos. a forma de pesagem não coincide com a forma química em que o resultado da análise deverá ser expresso. F= = = 0. MECANISMO DA PRECIPITAÇÃO As características físicas de um precipitado são parcialmente determinadas pelas condições que prevalecem no momento de sua formação. Influem. São densos e sedimentam rapidamente. Exs: BaSO4 e CaC2O4. etc. mas pode ser achado a partir do peso q’. q não é dado diretamente.KClO4 e K2PtCl6. • Exemplo: Encontre o fator gravimétrico para a determinação de enxofre com base na precipitação e pesagem do constituinte como sulfato de bário. Elas são densas e sedimentam rapidamente. a concentração dos reagentes. como resultado tem-se um precipitado finamente cristalino ou coloidal. O envelhecimento é o conjunto de modificações estruturais irreversíveis que os precipitados sofrem por efeito da digestão. definida como (Q – S). são elas: • Por adsorção superficial • Por inclusão isomórfica • Por inclusão não isomórfica • Por oclusão Posprecipitação: É a contaminação na qual o contaminante se deposita sobre o precipitado formado como fase pura. A supersaturação é um estado instável que se transforma em saturação através da precipitação do excesso de soluto. • Crescimento dos cristais Quando o reagente adicionado gerar uma supersaturação relativa elevada. REPRECIPITAÇÃO Um importante meio de purificação dos precipitados. esse tipo de contaminação aumenta com o tempo de digestão. a velocidade de crescimento. o número de núcleos gerados homogeneamente aumenta muito com o grau de supersaturação relativa. Coprecipitação: É uma contaminação do precipitado durante a separação da fase sólida por substância normalmente solúvel. A reprecipitação é eficaz face a qualquer tipo de contaminação. gerando um precipitado graudamente cristalino. onde Q representa a concentração instantânea do soluto e S a solubilidade do equilíbrio. Consiste em dissolver o precipitado e repetir a precipitação. A supersaturação relativa é dada por (Q – S)/S. CONTAMINAÇÃO DOS PRECIPITADOS: Por contaminação entende-se o arrastamento de substâncias estranhas pelo precipitado. com a deposição de material sobre as partículas já existentes pode prevalecer sobre a taxa de nucleação. . ENVELHECIMETO DO PRECIPITADO: Um precipitado recém formado pode sofrer várias modificações se permanecer em contato com a solução-mãe. a velocidade de formação de novos núcleos excederá bastante a velocidade de crescimento das partículas. Métodos para diminuir a contaminação dos precipitados: • Lavagem • Obtenção do precipitado em condições de baixa saturação (favorece a formação de cristais grandes) • Em certos casos. Porém.A supersaturação relativa do sistema. trata-se do processo de digestão. se a supersaturação relativa for mantida baixa. Etapas de formação dos precipitados: • Nucleação Em condições de supersaturação elevada. digestão do precipitado. Há quatro tipos de coprecipitação. É desejável que durante a formação do precipitado a supersaturação relativa deve ser mantida no mínimo possível. O método será direto se evaporarmos o analito e o pesarmos através de uma sustância absorvente que tenha sido previamente pesada assim o ganho de peso corresponderá ao analito analisado. . O método por volatilização só pode ser utilizado se o analito é a única sustância volátil ou se o absorvente é seletivo para o analito. O método será indireto se volatilizarmos o analito e pesarmos o resíduo posterior à volatilização assim a perda de peso sofrida corresponde ao analito que foi volatilizado. GRAVIMETRIA POR VOLATILIZAÇÃO Neste método se medem os componentes da amostra que são ou podem ser voláteis. O cloreto em 0.84% 5.08% 2.5231g fornece um precipitado de AgCl que pesa 0. R=26.na amostra R= 30.4% 7. Numa análise gravimétrica encontrou-se os seguintes resultados: p1 = tara do pesa filtro = 25.7% 6.1156g. Ao analisar o teor de umidade de amostra de solo.3% de CaO . Calcule o volume de uma solução de AgNO3 0. Qual é a % de cloreto na amostra? R= 5.7552g Calcular o teor de íons Cl. quantitativamente 200 mL de solução 0.68% 4.3564g p4 = p3+AgCl = 23.7549g p2 = p1 + amostra = 26.0750g p3 = tara do cadinho = 23.21 1. R= 37.90 0. Qual a pureza do KBr?R=98.5g de um minério de cálcio foi dissolvido e a solução obtida consumiram. Uma amostra de KBr impuro pesando 523.13 0. qual a percentagem de alumínio na liga? R=1. Pede-se o teor de óxido de cálcio na amostra.1mg é tratada com um excesso de AgNO3 e obtêm-se 814.Lista de exercício 1.12g de amostra 95% pura de MgCl2 foi precipitado como AgCl.021g fornece 0.65 3. partiu-se de 3g dessa amostra. 1.100M requerida para precipitar o cloreto e dar um excesso de 10%.159g. Calcule o fator gravimétrico para: Substância pretendida a) As2O3 b) FeSO4 c) K2O d) SiO2 Substância pesada Ag3AsO4 Fe2O3 KB(C6H5)4 KAlSi3O8 Elemento Resposta arsênio ferro potássio silício 0. Qual a % de umidade? R= 94.1862g de precipitado.35mL 8. Se uma amostra de 1.05M de ácido sulfúrico para precipitação total do cálcio. produzindo uma perda de massa na ordem de 0. O conteúdo de alumínio em uma liga é determinado gravimetricamente pela precipitação com 8-hidroxiquinolina para dar Al(C9H6ON)3. que foi levada a uma temperatura de 110ºC durante uma hora.5mg de AgBr. Uma amostra de 0. Dissolveu-se em HCl e o H2S desprendido do sulfeto de ferro destilou-se e absorveu-se em uma solução de sal de cádmio. 0.08g/mol) foi de 26. Calcular a percentagem de enxofre no ferro fundido. O íon cálcio é precipitado na forma do sal orgânico oxalato de cálcio (pouco solúvel) com ácido oxálico H2C2O4.M.713g.485g de uma amostra de solo contendo ferro (II) e (III). foi oxidada e o ferro (III) precipitado como óxido de ferro hidratado (Fe2O3.92 mL de NH3 . Calcule a percentagem de P(P.57) pela calcinação a 1000°C. R=0.3516g de amostra de um detergente fosfatado comercial foi calcinado para destruir a matéria orgânica.67 % 12. 2161g. O precipitado foi filtrado.=222. com o ferro na forma de óxido (Fe2O3). Calcule o volume (mL) de NH3 (densidade 0. A massa do cadinho. mais o precipitado calcinado (CaO PM=56. O precipitado depois de calcinado é resfriado em dessecador e pesado.9.50% de S 11. Qual o conteúdo de ferro (III) na amostra? R= 35. O precipitado depois de filtrado.M. O resíduo foi tratado com HCl a quente. O processo converte o precipitado quantitativamente para óxido de cálcio (cal).3%) que é requerido para precipitação o ferro como Fe(OH)3 em 0. Para determinar o conteúdo de enxofre (S) no ferro fundido. a CdS formado foi tratado com solução de CuSO4 em excesso e o precipitado de CuS obtido foi calcinado.70g de amostra que contém 25% de Fe2O3. pesou-se 5. lavado e calcinado em cadinho com massa de 26.974) na amostra. obtendo-se 0. o precipitado foi convertido para Mg2P2O7(P.=30. R= 4. xH2O). lavado e calcinado pesou 0.248g.6H2O pela adição de Mg+2 seguido da adição de NH3. pureza 2. seco e aquecido até o rubro (calcinação). 0.0732g de CuO. o P foi convertido para H3PO4. 041 g (massa de Ca em 100 mL de amostra) 13. Depois de filtrado e lavado.904g de amostra e tratou-se da seguinte maneira. Este resíduo pesou 0. O cálcio em 200mL de amostra de água natural foi determinado pela precipitação do cátion como CaC2O4 . Calcule a massa de cálcio (PM=40.600g.99g/mL. Usa-se um cadinho previamente aquecido. O fosfato foi precipitado como MgNH4PO4.11% 10. R=17. resfriado e pesado para a ignição do precipitado. O precipitado CaC2O4 é coletado em papel de filtro (este será convertido em CO2(gás) e H2O(vapor) pela ação oxidante do O2 atmosférico. sendo estes então eliminados). R= 0.08g/mol) por 100mL de amostra de água. A massa do precipitado calcinado (óxido de ferro (III)) foi de 0.A elevadas temperaturas o NaHCO3 é convertido quantitativamente a carbonato de sódio segundo a reação: 2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + CO2(g) + . Calcular : a) a massa de sulfato b) a massa de sulfato de alumínio com 18 moléculas de água. Al2O3 e Fe2O3.Em uma solução de sulfato de ferro (III) o ferro foi precipitado com amônia na forma de hidróxido de ferro (III) e calcinado.2136g.1562 g. 6 . Calcule a % de fósforo e de P2O5nesta amostra.A partir de uma porção pesada de aço especial com 1. A massa deste último foi de 0. O precipitado depois de seco pesou 0. 8 . Após a digestão o precipitado teve sua massa diminuída em 0.Um precipitado que contém SiO2.3300g de carbonato de sódio em carbonato de prata? Que massa de carbonato de prata é formada? 9 .3288g.Para analisar uma solução de sulfato de alumínio tomou-se uma alíquota de 50 mL desta solução e se precipitou o sulfato na forma de sulfato de bário. Escreva as equações do processo e calcule: a) a massa de sulfato de Fe(III) na solução b) a massa de Fe(III) na solução. por exemplo em uma solução de cloreto de potássio.Ao analisar uma porção pesada de apatita de 0.086g de massa e após sua solubilização e tratamento correspondente com dimetilglioxima (reagente de CHUGAEV) o níquel foi precipitado na forma de níqueldimetilglioxima (NiC8H14O4N4). o cloreto foi precipitado na forma de cloreto de prata.Que massa de nitrato de prata é necessária para converter 2.Calcule o fator gravimétrico para as seguintes substâncias: substância pretendida Fe3O4 SO4 Al substância pesada Fe2O3 BaSO4 Al2O3 2 .Exercícios propostos sem respostas(quinta lista).Em uma solução que contém íons cloreto.9926g de precipitado [(NH4)3PO4. 5 .1112g obteve-se 0. 3 . calcule a massa de cloreto e a %o (partes por mil) em 100 mL de solução.2607g. ambas em um litro de solução.GRAVIMETRIA 1 . Escreva a reação de precipitação do cloreto de prata. 4 . 7 .2640g. cuja massa depois de seca foi de 0. Calcule o conteúdo de silício no precipitado inicial. Calcule a % de níquel no aço analisado. foi tratado com uma mistura de ácidos fluorídrico e sulfúrico para eliminar o SiO2.12MoO3]. O precipitado foi filtrado e aquecido a 10000C para dar Al2O3 que pesou 0.Uma série de amostras de sulfato foram analisadas pela precipitação como sulfato de bário. qual a percentagem de pureza da amostra? 10 .O mercúrio em 0.1503g de: a) nitrato de prata (produzindo cloreto de prata)? b) sulfato de magnésio (produzindo sulfato de bário)? c) ácido fosfórico (produzindo fosfato de bário)? 12 .O alumínio em 1200g de amostra impura de sulfato de amônio e alumínio foi precipitado com amônia aquosa na forma de Al2O3. Calcule a % de cloreto de mercúrio (I) na amostra. reação: 2AgI(s) + Cl2(g) 2AgCl(s) + I2(g) 13 . 15 .3640g de iodeto de prata.3000g? Qual o máximo de massa de precipitado quando esta massa de amostra for considerada e quando o máximo de sulfato for obtido? . se 0. qual a mínima massa de amostra que deve ser pesada para produzir um precipitado com massa não inferior a 0. calcule: a) O no de moles de óxido de cálcio remanescente depois da calcinação b) O no de milimoles de monóxido de carbono envolvido c) A massa de dióxido de carbono produzido 11 . O precipitado foi filtrado.H2O(g). lavado para eliminar o agente precipitante livre e calcinado até massa constante de 0.3592g de uma amostra que contenha NaHCO3 e impurezas não voláteis é calcinada produzindo um resíduo de massa igual a 0.0.7152g de amostra foi precipitado com um excesso de ácido paraperiódico (H5IO6): 5Hg+2+2H5IO6 Hg5(IO6)2(s) + 10H+ .2362g.Calcule a massa de cloreto de prata produzido quando um fluxo de cloro (gás) é passado através de 0.8378g de amostra de oxalato de cálcio é aquecido a 1000oC segundo a reação CaC2O4(s) CaO(s) + CO(g) + CO2(g). Se o conteúdo de sulfato nessas amostras é de 20 a 55%.3408g. Expresse o resultado em termos de % NH4Al(SO4)2.xH2O.Que massa de cloreto de bário dihidratado é necessário para reagir com 0.1798g. 14 .