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: 13736 Nesse momento passar um exercício para eles treinarem em sala de aula: Encontrar o fator gravimétrico na determinação de fósforo. Oferecem dificuldades à filtração e à lavagem. São densos e sedimentam rapidamente.2783 Em certas determinações gravimétricas. oferecem dificuldade a filtração. pois a presença de pequenos cristais obriga o uso de filtros de textura densa e lentos. São bastante densos. Assim. aquecimento e agitação. A floculação pode ser efetuada por adição de eletrólitos. pois eles arrastam pouca água. Os agregados de partículas coloidais são facilmente retidos pelos meios filtrantes usuais. Exs: haletos de prata. Gelatinosos: Resultam da floculação de colóides hidrófilos. acusado pela forma de pesagem. baseada na pesagem do constituinte como difosfato de magnésio: = F= = 0. têm a consistência de flocos e arrastam quantidades consideráveis de água. Como um peso formal de C2O4 dá um peso formal de CaC2O4. Exemplo: Encontre o fator gravimétrico para a determinação de enxofre com base na precipitação e pesagem do constituinte como sulfato de bário. Exs: BaSO4 e CaC2O4. . é possível determinar oxalato mediante sua precipitação como oxalato de cálcio. 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.5685 Em resumo. Então. Pulverulentos ou finamente cristalinos: Consiste em agregados de diminutos cristais individuais. Q = massa da amostra Na maioria das vezes. seguida de calcinação e pesagem do resíduo de óxido de cálcio. se transforma em um peso formal de CaO. São volumosos.P= *100 (equação 1) Onde: q = massa da forma de pesagem.KClO4 e K2PtCl6. que por sua vez. o constituinte procurado não mais aprece na forma de pesagem. Elas são densas e sedimentam rapidamente. mas pode ser achado a partir do peso q’. Grumosos: Resultam da floculação de colóides hidrófobos. Às vezes. a forma de pesagem não coincide com a forma química em que o resultado da análise deverá ser expresso. As partículas do precipitado são cristais individuais bem desenvolvidos. Exs: NH4MgPO4. q não é dado diretamente.6H2O. o fator gravimétrico será: F= = = 1. 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. F= = = 0. Porém. gerando um precipitado graudamente cristalino. A supersaturação é um estado instável que se transforma em saturação através da precipitação do excesso de soluto. digestão do precipitado. etc. a solubilidade do precipitado no meio em que se origina. Etapas de formação dos precipitados: Nucleação Em condições de supersaturação elevada. ENVELHECIMETO DO PRECIPITADO: Um precipitado recém formado pode sofrer várias modificações se permanecer em contato com a solução-mãe. neste sentido. como resultado tem-se um precipitado finamente cristalino ou coloidal. Crescimento dos cristais Quando o reagente adicionado gerar uma supersaturação relativa elevada.MECANISMO DA PRECIPITAÇÃO As características físicas de um precipitado são parcialmente determinadas pelas condições que prevalecem no momento de sua formação. A supersaturação relativa é dada por (Q – S)/S. . É desejável que durante a formação do precipitado a supersaturação relativa deve ser mantida no mínimo possível. A supersaturação relativa do sistema. Influem. CONTAMINAÇÃO DOS PRECIPITADOS: Por contaminação entende-se o arrastamento de substâncias estranhas pelo precipitado. trata-se do processo de digestão. o número de núcleos gerados homogeneamente aumenta muito com o grau de supersaturação relativa. a temperatura. esse tipo de contaminação aumenta com o tempo de digestão. O envelhecimento é o conjunto de modificações estruturais irreversíveis que os precipitados sofrem por efeito da digestão. a velocidade de formação de novos núcleos excederá bastante a velocidade de crescimento das partículas. a velocidade de adição destes últimos. a velocidade de crescimento. a concentração dos reagentes. onde Q representa a concentração instantânea do soluto e S a solubilidade do equilíbrio. definida como (Q – S). Coprecipitação: É uma contaminação do precipitado durante a separação da fase sólida por substância normalmente solúvel. Há quatro tipos de coprecipitação. 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. 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. se a supersaturação relativa for mantida baixa. com a deposição de material sobre as partículas já existentes pode prevalecer sobre a taxa de nucleação. 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 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. Consiste em dissolver o precipitado e repetir a precipitação.REPRECIPITAÇÃO Um importante meio de purificação dos precipitados. A reprecipitação é eficaz face a qualquer tipo de contaminação. . GRAVIMETRIA POR VOLATILIZAÇÃO Neste método se medem os componentes da amostra que são ou podem ser voláteis. 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. 159g.5231g fornece um precipitado de AgCl que pesa 0.Lista de exercício 1.7549g p2 = p1 + amostra = 26.4% 7. O cloreto em 0. Qual a % de umidade? R= 94. Calcule o volume de uma solução de AgNO3 0.05M de ácido sulfúrico para precipitação .21 1.1mg é tratada com um excesso de AgNO3 e obtêm-se 814.na amostra R= 30.68% 4. Se uma amostra de 1.35mL 8. R=26. produzindo uma perda de massa na ordem de 0. Uma amostra de 0.3564g p4 = p3+AgCl = 23. que foi levada a uma temperatura de 110ºC durante uma hora. Qual é a % de cloreto na amostra? R= 5.90 0.7552g Calcular o teor de íons Cl. partiu-se de 3g dessa amostra.65 3. quantitativamente 200 mL de solução 0. Qual a pureza do KBr?R=98.7% 6. qual a percentagem de alumínio na liga? R=1. 1.12g de amostra 95% pura de MgCl2 foi precipitado como AgCl. Numa análise gravimétrica encontrou-se os seguintes resultados: p1 = tara do pesa filtro = 25. O conteúdo de alumínio em uma liga é determinado gravimetricamente pela precipitação com 8-hidroxiquinolina para dar Al(C9H6ON)3.100M requerida para precipitar o cloreto e dar um excesso de 10%.5g de um minério de cálcio foi dissolvido e a solução obtida consumiram.08% 2.021g fornece 0. 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. Ao analisar o teor de umidade de amostra de solo.5mg de AgBr.84% 5.13 0.0750g p3 = tara do cadinho = 23.1156g.1862g de precipitado. Uma amostra de KBr impuro pesando 523. 3%) que é requerido para precipitação o ferro como Fe(OH)3 em 0.0732g de CuO. Depois de filtrado e lavado.248g.974) na amostra. com o ferro na forma de óxido (Fe2O3). resfriado e pesado para a ignição do precipitado. Dissolveu-se em HCl e o H2S desprendido do sulfeto de ferro destilou-se e absorveu-se em uma solução de sal de cádmio.=30.11% 10. Usa-se um cadinho previamente aquecido.92 mL de NH3 . lavado e calcinado em cadinho com massa de 26. de CaO R= 37. seco e aquecido até o rubro (calcinação). O precipitado depois de calcinado é resfriado em dessecador e pesado.08g/mol) por 100mL de amostra de água.57) pela calcinação a 1000°C.67 % 12. O cálcio em 200mL de amostra de água natural foi determinado pela precipitação do cátion como CaC2O4 .70g de amostra que contém 25% de Fe2O3. Calcule a percentagem de P(P. A massa do cadinho.485g de uma amostra de solo contendo ferro (II) e (III).99g/mL. obtendo-se 0. Calcule a massa de cálcio (PM=40. Este resíduo pesou 0.3% 9. 041 g (massa de Ca em 100 mL de amostra) 13. a CdS formado foi tratado com solução de CuSO4 em excesso e o precipitado de CuS obtido foi calcinado.600g. sendo estes então eliminados).713g. Calcular a percentagem de enxofre no ferro fundido.50% de S 11. O precipitado foi filtrado. Para determinar o conteúdo de enxofre (S) no ferro fundido. O precipitado depois de filtrado. foi oxidada e o ferro (III) precipitado como óxido de ferro hidratado (Fe2O3.total do cálcio. mais o precipitado calcinado (CaO PM=56. Calcule o volume (mL) de NH3 (densidade 0. R= 0. O íon cálcio é precipitado na forma do sal orgânico oxalato de cálcio (pouco solúvel) com ácido oxálico H2C2O4.M.3516g de amostra de um detergente fosfatado comercial foi calcinado para destruir a matéria orgânica.904g de amostra e tratou-se da seguinte maneira. Pede-se o teor de óxido de cálcio na amostra. R=0.6H2O pela adição de Mg+2 seguido da adição de NH3.08g/mol) foi de 26. O processo converte o precipitado quantitativamente para óxido de cálcio (cal). Qual o conteúdo de ferro (III) na amostra? R= 35. 0.=222. 2161g. O precipitado CaC2O4 é coletado em papel de filtro (este será convertido em CO2(gás) e H2O(vapor) pela ação oxidante do O2 atmosférico. O fosfato foi precipitado como MgNH4PO4. R= 4. pureza 2.M. xH2O). pesou-se 5. o precipitado foi convertido para Mg2P2O7(P. O resíduo foi tratado com HCl a quente. 0. R=17. lavado e calcinado pesou 0. o P foi convertido para H3PO4. Calcular : a) a massa de sulfato b) a massa de sulfato de alumínio com 18 moléculas de água. A massa do precipitado calcinado (óxido de ferro (III)) foi de 0.086g de massa e após sua solubilização e tratamento correspondente com dimetilglioxima (reagente de CHUGAEV) o níquel foi precipitado na forma de níquel-dimetilglioxima (NiC8H14O4N4).Calcule o fator gravimétrico para as seguintes substâncias: substância pretendida Fe3O4 SO4 Al substância pesada Fe2O3 BaSO4 Al2O3 2 . 5 .GRAVIMETRIA 1 .Que massa de nitrato de prata é necessária para converter 2.Em uma solução de sulfato de ferro (III) o ferro foi precipitado com amônia na forma de hidróxido de ferro (III) e calcinado. 4 . calcule a massa de cloreto e a %o (partes por mil) em 100 mL de solução. foi tratado com uma mistura de ácidos fluorídrico e sulfúrico para eliminar o SiO 2. 7 . 8 . 3 . ambas em um litro de solução.1112g obteve-se 0.A elevadas temperaturas o NaHCO3 é convertido quantitativamente a carbonato de sódio segundo a reação: 2NaHCO 3(s) Na2CO3(s) + CO2(g) + .3288g. cuja massa depois de seca foi de 0.9926g de precipitado [(NH4)3PO4.Um precipitado que contém SiO2. Calcule a % de níquel no aço analisado. por exemplo em uma solução de cloreto de potássio.2640g.12MoO3].Em uma solução que contém íons cloreto.2136g. Escreva a reação de precipitação do cloreto de prata.1562 g. Calcule a % de fósforo e de P2O5nesta amostra. Calcule o conteúdo de silício no precipitado inicial. o cloreto foi precipitado na forma de cloreto de prata.2607g. 6 .3300g de carbonato de sódio em carbonato de prata? Que massa de carbonato de prata é formada? 9 . A massa deste último foi de 0. 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.Ao analisar uma porção pesada de apatita de 0. O precipitado depois de seco pesou 0.A partir de uma porção pesada de aço especial com 1.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. Após a digestão o precipitado teve sua massa diminuída em 0.Exercícios propostos sem respostas(quinta lista). Al2O3 e Fe2O3. se 0.Uma série de amostras de sulfato foram analisadas pela precipitação como sulfato de bário. O precipitado foi filtrado e aquecido a 10000C para dar Al2O3 que pesou 0.8378g de amostra de oxalato de cálcio é aquecido a 1000 oC segundo a reação CaC2O4(s) CaO(s) + CO(g) + CO2(g).xH2O.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 . lavado para eliminar o agente precipitante livre e calcinado até massa constante de 0. O precipitado foi filtrado.2362g.3640g de iodeto de prata. qual a mínima massa de amostra que deve ser pesada para produzir um precipitado com massa não inferior a 0.3408g. 15 . Calcule a % de cloreto de mercúrio (I) na amostra.0. qual a percentagem de pureza da amostra? 10 .O mercúrio em 0.3592g de uma amostra que contenha NaHCO 3 e impurezas não voláteis é calcinada produzindo um resíduo de massa igual a 0.Calcule a massa de cloreto de prata produzido quando um fluxo de cloro (gás) é passado através de 0.1798g.H2O(g). calcule: a) O no de moles de óxido de cálcio remanescente depois da calcinação b) O n o de milimoles de monóxido de carbono envolvido c) A massa de dióxido de carbono produzido 11 .Que massa de cloreto de bário dihidratado é necessário para reagir com 0. Expresse o resultado em termos de % NH4Al(SO4)2. Se o conteúdo de sulfato nessas amostras é de 20 a 55%.O alumínio em 1200g de amostra impura de sulfato de amônio e alumínio foi precipitado com amônia aquosa na forma de Al 2O3. reação: 2AgI(s) + Cl2(g) 2AgCl(s) + I2(g) 13 .7152g de amostra foi precipitado com um excesso de ácido paraperiódico (H5IO6): 5Hg+2+2H5IO6 Hg5(IO6)2(s) + 10H+ .3000g? Qual o máximo de massa de precipitado quando esta massa de amostra for considerada e quando o máximo de sulfato for obtido? . 14 .