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05/04/2022 1 Química Analítica Técnicas gravimétricas e suas aplicações Prof. Dr. André Gustavo Ribeiro Mendonça Química Analítica 1 GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO Analito presente na solução aquosa é convertido a um precipitado pouco solúvel. Etapas básicas: Precipitação à filtração à lavagem à aquecimento à medida da massa Exemplo: determinação de cálcio Ca2+(aq) + C2O42-(aq) CaC2O4(s) analito de interesse agente precipitante 2 GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO Exemplo: determinação de cálcio Ca2+(aq) + C2O42-(aq) CaC2O4(s) Fonte do agente precipitante: H2C2O4 Algum “problema” em relação a esse tipo de composto? ÁCIDO FRACO! Como resolver? H2C2O4 + NH3 NH4+ + C2O42-(s) CaC2O4(s) CaO(s) + CO(g) + CO2(g) Δ 3 05/04/2022 2 GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO Agente precipitante: deve reagir específica ou no mínimo seletivamente Reagente específico (menos comum): reage com uma única espécie. Ex: DMG reage com Ni2+ (sol. alcalinas). Reagente seletivo (mais comum): reage com um número limitado de espécies. Ex: Ag+ reage com Cl-, Br-, I- e SCN-. 4 GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO O agente precipitante deve ainda reagir com o analito de interesse, formando um produto: • facilmente filtrado e lavado para remoção de contaminantes (influência com o tamanho do pptado); • solubilidade baixa ( ↓ perdas durante filtração e lavagem); • não reativo com a atmosfera; • composição química definida (após secagem ou calcinação). 5 GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO Secagem: eliminação de solvente e/ou umidade. Calcinação: oxidação da amostra. Estufa à Secagem (100 – 250 °C) Mufla à Calcinação (500 – 1200 °C) tenaz 6 05/04/2022 3 GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO Secagem: eliminação de solvente e/ou umidade. Calcinação: oxidação da amostra. Estufa à Secagem CÁPSULA DE PORCELANA Mufla à Calcinação CADINHO 7 GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO Co-precipitação: é quando os precipitados tendem a “carregar” outras espécies (normalmente são solúveis), causando contaminação do produto. Co-precipitação 1- adsorção superficial 2 - inclusão 3 - oclusão 4 - aprisionamento mecânico 8 1 - ADSORÇÃO SUPERFICIAL: Contaminantes: podem ser removidos por filtração! GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO 9 05/04/2022 4 2 – INCLUSAO (ou cristal misto): Contaminantes: remoção difícil! GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO Condições: C e M à “mesma” carga; diferença entre tamanhos ↓ 5% 10 3 – OCLUSAO: 4 – APRISIONAMENTO MECÂNICO Contaminantes: podem ser removidos com digestão do pptado! GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO Oclusão: íons diferentes de C e A Aprisionamento: solvente dentro do cristal 11 DIGESTÃO (envelhecimento): Efeito da digestão: ocorre lenta recristalização! GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO Etapa após a precipitação à período de repouso do pptado na própria solução. ↑ tamanho da partícula ↓ impurezas 12 05/04/2022 5 Äpapel filtro Äcadinho filtrante rápido (retém partículas> 20-25 mm) médio rápido (retém partículas> 16 mm) Médio (retém partículas> 8 mm) lento (retém partículas> 2-3 mm) GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO Filtração: 13 Äforça da gravidade Ävácuo GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO Filtração: 14 ① Determinação de cálcio em águas naturais O cálcio presente em uma amostra de 200,0 mL de uma água natural foi determinado pela precipitação do cátion como CaC2O4. O precipitado foi filtrado, lavado e calcinado em um cadinho com uma massa de 26,6002 g quando vazio. A massa do cadinho mais CaO (56,077 g mol-1) foi de 26,7134 g. Calcule a concentração de Ca (40,078 g mol-1) em unidades de gramas por 100 mL de água. GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO 15 05/04/2022 6 GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO 16 ② Uma solução de 10,00 mL contendo Cl- foi tratada com um excesso de AgNO3, precipitando 0,4368g de AgCl. Qual molaridade do Cl- presente na amostra desconhecida? Ag+ + Cl- AgCl(s) branco Massa molar de AgCl = 143,32 g mol-1 n= m/MM n = 0,4368 g / 143,32 g mol-1 = 3,048 x 10-3 mol de AgCl Como: Assim: 1 mol de AgCl é formado por 1 mol de Cl- [Cl-] = n / V [Cl-] = 3,048 x 10-3 mol / 0,01000 L = 0,3048 mol L-1 GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO 17 ③ Um composto com massa 5,714 mg, produziu por combustão 14,414 mg de CO2 e 2,529 mg de H2O. Determine a porcentagem em massa de C e H na amostra. GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO 18 05/04/2022 7 ④ Marie Curie dissolveu 0,09192 g de RaCl2 e o tratou com excesso de AgNO3 para precipitar 0,08890 g de AgCl. Os dados de massa atômica eram 107,8 para a prata e 35,4 para o cloro. Com base nessas informações, calcule a massa atômica do rádio. GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO 19 ⑤ Qual a massa de iodeto de prata pode ser produzida a partir de uma amostra com 0,512 g, a qual foi dosada em 20,1% de iodeto de alumínio? GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO 20 ⑥ Quantos gramas de dióxido de carbono são liberados de uma amostra de 1,500 g que tem 38,0% de carbonato de magnésio e 42,0% de carbonato de potássio em massa? GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO 21 05/04/2022 8 ⑦ O nitrogênio amoniacal pode ser determinado pelo tratamento da amostra com ácido cloroplatínico. O produto é o cloroplatinato de amônio, com baixa solubilidade: H2PtCl6 + 2NH4+ → (NH4)2PtCl6 + 2H+ O precipitado se decompõe sob calcinação, gerando platina e produtos gasosos: (NH4)2PtCl6 → Pt(s) + 2Cl2(g) + 2NH3(g) + 2HCl(g) Calcule a porcentagem de amônia na amostra, se 0,2115 g originou 0,4693 g de platina. GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO 22
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