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1 GRAVIMETRIA Classificação dos Métodos de Análise Análise Química Métodos Instrumentais Métodos Clássicos (Via úmida) Gravimetria Volumetria Métodos Óticos Métodos Eletroanalíticos Métodos de Separação INTRODUÇÃO • Técnica baseada na medida de massa do analito ou de uma substância contendo o analito. • Converte-se o analito em uma forma separável do meio. • Utilização de cálculos estequiométricos para determinação da quantidade real do analito presente na amostra. • Tipos Principais: volatilização e precipitação Características (Vantagens e desvantagens) • Técnica relativamente lenta. • Determinação de macro-constituintes. • Elevada exatidão. • Equipamento simples. VOLATILIZAÇÃO • O analito é convertido em uma substância volátil sendo posteriormente absorvido por uma substância adequada. •A massa do analito é calculada pela variação da massa da substância absorvente. GRAVIMETRIA/VOLATILIZAÇÃO 1 2 3 4 5 6 2 PRECIPITAÇÃO • Com um agente precipitante, o analito é convertido numa forma pouco solúvel no meio. • O precipitado é recolhido através de meios filtrantes e lavado para então ser calcinado/incinerado. • É realizada a pesagem da substância obtida. Precipitação Filtração Lavagem AquecimentoPesagem Gravimetria Propriedades do Precipitado • Suficientemente pouco solúvel no meio • Pureza • Composição química perfeitamente conhecida • Estável • Não higroscópico • Tamanho das partículas adequadas Tipos de Precipitado • Cristalinos: precipitado fácil de filtrar e purificar. Obtido lentamente através de soluções diluídas, sem variação brusca de temperatura e sem movimentação brusca. • Pulverulentos: agregados de pequenos cristais. São densos e oferecem dificuldades para filtração. • Coloidais: precipitados amorfos, podendo oferecer dificuldades de filtração e lavagem. Cristais- Crescimento • O processo de cristalização envolve essencialmente duas etapas: formação de pequenas partículas em núcleos e crescimento dos núcleos. • O tamanho dos cristais obtidos varia com a velocidade de resfriamento e com a agitação. • Cristalização rápida: cristais pequenos. • Cristalização lenta : cristais grandes e geralmente mais puros. • Impurezas: além de atuarem como contaminante químico, pode afetar a forma do cristal obtido. Cristais- Crescimento 7 8 9 10 11 12 3 Técnicas de Precipitação Lenta • Desejável: cristais grandes e bem formados; compactos e densos para facilitar a filtração. • Deve-se usar uma solução diluída do precipitante; • Adição lenta do reagente precipitante; sob agitação; • Efetuar a precipitação à quente; • Ajuste do pH; • Precipitação homogênea. Envelhecimento dos Precipitados Digestão: modificações do precipitado quando deixado em contato com a solução-mãe. • Aperfeiçoamento dos cristais individuais. • Cimentação das partículas. • Transformação de forma instável em outra estável. • Transformação química. Mecanismo de precipitação Curva de Solubilidade Temperatura (oC) Mecanismo de precipitação Curva de Solubilidade 0 20 40 60 80 100 120 0 50 100 150 200 250 Temperatura (oC) 1 2 Fontes de Erro • Contaminação do precipitado: precipitação simultânea, contaminação mecânica, coprecipitação (adsorção superficial, inclusão, oclusão). • Perda de material na lavagem ou por solubilização, transferências incompletas. • Pesagem Coprecipitação adsorção oclusão inclusão 13 14 15 16 17 18 4 Adsorção Gravimetria por precipitação- características • Não necessita de etapas de calibração ou padronização • Quando o número de amostras é pequeno, um processo gravimétrico pode ser escolhido por envolver menos tempo e esforço que um processo que requer o preparo de padrões e calibração. • Os poucos equipamentos necessários (béquer, balança, filtro, fornos,...) são baratos e disponíveis rotineiramente na maioria dos laboratórios. • No entanto, deixa de ser prática quando é necessário a análise de um número grande de amostras. Substância Analisada Precipitado Formado Precipitado Pesado Interferencias Fe Fe(OH)3 Fe cupferrato Fe2O3 Fe2O3 Al, Ti, Cr e muitas outras metais tetravalentes Al Al(OH)3 Al(ox)3 a Al2O3 Al(ox)3 Fe,Ti,Cr e muitas outras idem. Mg não interfere em soluções ácidas Ca CaC2O4 CaCO3 ou CaO todos os metais exceto alcalinos e Mg Mg MgNH4PO4 Mg2P2O7 todos os metais exceto alcalinos Zn ZnNH4PO4 Zn2P2O7 todos os metais exceto Mg Ba BaCrO4 BaCrO4 Pb SO4 2- BaSO4 BaSO4 NO3 - , PO4 3- , ClO3 - Cl - AgCl AgCl Br - , I - , SCN - , CN - , S 2- , S2O3 2- Ag AgCl AgCl Hg(I) PO4 3- MgNH4PO4 Mg2P2O7 MoO4 2- , C2O4 2- , K + Ni Ni(dmg)2 b Ni(dmg)2 Pd Alguns elementos determinados por gravimetria aox = oxina (8-hidroxiquinolina) com 1 H+ removido bdmg = dimetildioxima com 1 H+ removido Reagente Estrutura Metais Precipitados dimetilglioxima Ni(II) em NH3 ou tampão acetato Pd(II) em HCl (M 2+ +2HR=MR2+2H + ) -benzoinoxima (cupron) Cu(II) em NH3 e tartarato Mo(VI) e W(VI) em H + (M 2+ +H2R=MR+2H + ; M 2+ = Cu 2+ , MoO2 + , WO2 2+ ) óxido metálico pesado hidroxilamina nitrosofenilamonium (cupferron) Fe(III), V(V), Ti(IV), Zr(IV), Sn(IV), U(IV) (M n+ +nNH4R=MRn+nNH4 + ) óxido metálico pesado 8-hidroxiquinolina (oxina) Vários metais. Útil para Al(III) e Mg(II) (M n+ +nHR=MRn+nH + ) dietilditiocarbamato de sodio Vários metais em soluções ácidas (M n+ +nNaR=MRn+nNa + ) borotetrafenil de sodio K + , Rb + , Cs + , Tl + , Ag + , Hg(I), Cu(I), NH4 + , RNH3 + , R2NH2 + , R3NH + , R4N + em solução Ac. (M + +NaR=MR+Na + ) cloreto tetrafenilarsonium Cr2O7 2- , MnO4 - , ReO4 - , MoO4 - , WO4 2- , ClO4 - , I3 - . em solução ácida (A n- +nRCl=RnA+nCl - ) CH3 C C CH3 N N OHOH N OH N N O NH4 O C C H OH N OH Na + B(C6H5)4 - (C6H5)As + Cl - (C2H5)N C S - Na + S Cálculos % A = peso de A x 100 Peso da amostra Fator Gravimétrico (F): no de gramas do constituinte contido em um grama da forma de pesagem F = A = peso formal do constituinte x a A’ peso formal da forma de pesagem b Onde a e b são os coeficientes estequiométricos 19 20 21 22 23 Slide 1: GRAVIMETRIA Slide 2: Classificação dos Métodos de Análise Slide 3: INTRODUÇÃO Slide 4: Características (Vantagens e desvantagens) Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9: Propriedades do Precipitado Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17: Fontes de Erro Slide 18: Coprecipitação Slide 19: Adsorção Slide 20: Gravimetria por precipitação- características Slide 21 Slide 22 Slide 23