Aula 9 - Gravimetria (Parte I)

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GRAVIMETRIA 
ANÁLISE GRAVIMÉTRICA 
Profª. Aline Soares Freire 
Professor Assistente A 
IQA 121 – Química Analítica 
Aula 09 
Departamento de Química Analítica - UFRJ 
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Análise Quantitativa 
Química Analítica QUANTITATIVA: Divisão da 
Química Analítica cujo o objetivo é quantificar um 
ou mais constituintes de uma mistura 
Química Analítica QUALITATIVA: Divisão da Química 
Analítica cujo o objetivo é detectar e identificar um 
ou mais constituintes de uma mistura 
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Análise Quantitativa 
ANÁLISE 
QUÍMICA 
QUANTITATIVA 
TÉCNICAS 
CLÁSSICAS 
TÉCNICAS 
INSTRUMENTAIS 
VOLUMETRIA 
(Química Analítica Experimental II) 
GRAVIMETRIA 
(Química Analítica 
Experimental I) 
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Definindo... 
Mas então... O que é a GRAVIMETRIA 
É uma técnica analítica baseada na medida da MASSA de 
uma substância, de composição química bem definida, 
PREVIAMENTE SEPARADA dos outros constituintes da 
amostra, através da qual determina-se a massa do analito 
através da respectiva RELAÇÃO ESTEQUIOMÉTRICA. 
 Instrumentação fundamental: BALANÇA ANALÍTICA. 
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A balança analítica 
Balança analítica: precisão 0,1 mg. 
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Classificação dos métodos gravimétricos 
A classificação dos métodos gravimétricos é realizada de 
acordo com o método de separação empregado: 
 Método da Volatilização; 
 Método da Precipitação; 
 Método da Eletrodeposição. 
● Método da volatilização direta; 
● Método da volatilização indireta. 
 
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Classificação dos métodos gravimétricos 
MÉTODO DA VOLATILIZAÇÃO 
Baseado na volatilização do constituinte de interesse, volatilizado ou por ação de um 
agente físico ou químico, ou transformado adequadamente em uma espécie volátil. 
MÉTODO DA VOLATILIZAÇÃO DIRETA: o constituinte volatilizado da amostra é absorvido 
por um meio adequado, sendo o ganho de massa do absorvente utilizado na medida. 
MÉTODO DA VOLATILIZAÇÃO INDIRETA: baseada na medida da perda de massa da 
amostra pela volatilização de uma espécie. É mais simples do que o método direto. 
AMBOS SÓ SÃO ESPECÍFICOS SE APENAS UM COMPONENTE FOR VOLÁTIL 
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Classificação dos métodos gravimétricos 
Exemplo da aplicação do método da volatilização direta: determinação do teor 
de umidade de uma amostra. 
AQUECIMENTO DA AMOSTRA A 
UMA TEMPERATURA ADEQUADA 
LIBERAÇÃO DE ÁGUA SOB A FORMA DE VAPOR 
ABSORÇÃO DO VAPOR DE ÁGUA POR UM 
ABSORVENTE ADEQUADO. Ex.: Mg(ClO4)2; 
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Classificação dos métodos gravimétricos 
Exemplo da aplicação do método da volatilização direta: determinação da 
concentração de carbonato/bicarbonato. 
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Classificação dos métodos gravimétricos 
Exemplo da aplicação do método da volatilização direta: determinação da 
concentração de carbonato/bicarbonato. 
TRATAMENTO DA AMOSTRA COM EXCESSO 
DE ÁCIDO PARA EVOLUÇÃO DE CO2 
ABSORÇÃO DO CO2 PELO NaOH 
Na2CO3 CO2 NaOH H2O + + 
CO2 CO3
2- 2 H3O
+ 3 H2O + + 
CO2 HCO3
- H3O
+ 2 H2O + + 
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Classificação dos métodos gravimétricos 
Exemplo da aplicação do método da volatilização indireta: determinação do teor 
de sólidos totais dissolvidos. 
Etapas: Evaporação de um volume conhecido de 
amostra de água até a obtenção de um resíduo seco. 
SÓ PODE SER APLICADO QUANDO OS SEUS CONSTITUINTES 
NÃO SÃO DECOMPOSTOS PELO AQUECIMENTO 
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Classificação dos métodos gravimétricos 
MÉTODO DA ELETRODEPOSIÇÃO 
Baseado na deposição de um elemento sobre um eletrodo 
inerte de platina, sob a ação de corrente elétrica. 
 Determinação de cobre em minérios, pela conversão de Cu2+ a Cu0 
 Etapa 1: Tratamento da amostra (processo de dissolução) 
 Etapa 2: Aplicação de diferença de potencial; 
 Etapa 3: Lavagem, secagem, pesagem do precipitado. 
+ Cu2+ Cu0 2e- 
+ H2O ½ O2 2H3O
+ + 2e- 
+ H2O ½ O2 2H3O
+ + Cu2+ Cu0 + 
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Método da eletrodeposição 
ANTES 
DEPOIS 
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Método da eletrodeposição 
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Método da eletrodeposição 
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Método da eletrodeposição 
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Método da eletrodeposição 
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Método da eletrodeposição 
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Classificação dos métodos gravimétricos 
MÉTODO DA PRECIPITAÇÃO 
Baseado no tratamento da amostra com um reagente que forma um 
composto pouco solúvel com a espécie de interesse (analito), o qual 
precipita e pode ser separado facilmente. 
Exemplo da aplicação do método da precipitação: determinação gravimétrica 
de Ni2+ através da reação com a dimetilglioxima (DMG) para a formação do 
dimetilglioximato de níquel. 
 Etapa 1: tratamento da amostra (ligeiramente ácida) com excesso de DMG,a ~90⁰C; 
 Etapa 2: adição de ligeiro excesso de DMG; 
 Etapa 3: Ajuste do pH; 
 Etapa 4: Filtração, lavagem, secagem, pesagem do precipitado. 
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Classificação dos métodos gravimétricos 
MÉTODO DA PRECIPITAÇÃO 
Exemplo da aplicação do método da precipitação: determinação 
gravimétrica de Ni2+ através da reação com a dimetilglioxima (DMG) para 
a formação do dimetilglioximato de níquel. 
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Classificação dos métodos gravimétricos 
MÉTODO DA PRECIPITAÇÃO 
Exemplo da aplicação do método da precipitação: determinação gravimétrica de Mg2+ através 
da reação com a (NH4)3PO4 para a formação de MgNH4PO4.6H2O e conversão em Mg2P2O7. 
 Etapa 1: tratamento da amostra (ligeiramente ácida) com excesso de (NH4)3PO4 ; 
 Etapa 2: adição de ligeiro excesso de (NH4)3PO4 ; 
Mg2+ MgNH4PO4 . 6 H2O ↓ PO4
3- + NH4
+ + 6 H2O + 
 Etapa 3: Dissolução com HCl e re-precipitação com NH4OH em presença de pequena 
quantidade de (NH4)3PO4; 
 Etapa 4: digestão, filtração, lavagem e calcinação a 1100 ⁰C. 
 Etapa 5: Resfriamento, pesagem, cálculos e resultados. 
Mg2P2O7 (s) 2 MgNH4PO4 . 6 H2O (s) + 2 NH3 
∆ 
13 H2O + 
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Método da precipitação 
FORMA DE PESAGEM FORMA DE PRECIPITAÇÃO 
Forma química na qual 
se realiza a pesagem 
Forma química em que 
o analito é precipitado 
Exemplo: Determinação gravimétrica de cálcio 
Precipitação sob a forma de oxalato de cálcio Pesagem sob a forma de óxido de cálcio 
forma de 
precipitação 
Ca2+ CaC2O4 ↓ C2O4
2- + CaO CaC2O4 (s) CO2 + CO + 
∆ 
forma de 
pesagem 
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Método da precipitação 
Mas... Por que nem sempre podemos 
pesar o sólido que precipitamos? 
 Exemplo: Fe2O3 . x H2O (mesmo após secagem) 
Porque, muitas vezes, o precipitado pode 
ter uma estequiometria indefinida 
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Método da precipitação 
FORMAS DE PRECIPITAÇÃO X FORMAS DE PESAGEM 
Quais características são desejáveis ao composto precipitado? 
 Pouco solúvel, precipitação completa (quantitativa); 
 Agente precipitante deve ser específico (evitar interferências); 
Precipitado formado não deve ter tendência a ser contaminado com substâncias 
solúveis (co-precipitação por oclusão); 
 Não deve ser solúvel no solvente de lavagem; 
 Deve ser fácil de filtrar, de lavar e de ser convertido na forma de pesagem. 
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Método da precipitação 
FORMAS DE PRECIPITAÇÃO X FORMAS DE PESAGEM 
Quais características são desejáveis ao composto pesado? 
 Composição química bem definida; 
Deve ser estável; 
 Não decompor com efeito de temperatura (especialmente quando a função do 
aquecimento é apenas a secagem); 
 Não absorver umidade (não deve ser higroscópico); 
 Não ser volátil; 
 Apresentar massa molecular maior que a forma de precipitação (maior 
sensibilidade, minimizar erros na pesagem). 
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Tipos de precipitados 
CRISTALINOS 
Formado por cristaisde maior tamanho, maior pureza 
e mais bem-formados. Maior facilidade de filtração. 
Ideais para uma análise gravimétrica 
Formados pela floculação de colóides hidrofílicos. 
São de difícil filtração. Ex.: Fe(OH)3. 
GELATINOSOS (gel) 
GRUMOSOS (sol) Formados pela floculação de colóides hidrofóbicos 
PULVERENTOS 
Formado por cristais pequenos, dificultando o processo 
de filtração (torna-se lento) e reduzindo a recuperação 
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Contaminação de precipitados 
OS PRECIPITADOS TENDEM SEMPRE A CARREAR 
IMPUREZAS, CAUSANDO SUA CONTAMINAÇÃO. 
PROCESSO DE CO-PRECIPITAÇÃO 
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Contaminação de precipitados 
OCLUSÃO 
Quando o precipitado aprisiona 
no seu interior material que 
não faz parte de sua estrutura. 
(Ex.: água, outras impurezas) 
Quando íons de tamanho e 
carga similares são aprisionados 
na estrutura cristalina do 
precipitado. (Ex.: NH4
+ e K+) 
ISOMORFISMO 
DIGESTÃO E 
REPRECIPITAÇÃO 
ADSORÇÃO 
Quando as impurezas estão 
adsorvidas (ou seja, retidas 
na superfície do precipitado). 
LAVAGEM 
PÓS-PRECIPITAÇÃO 
Quando o precipitado permanece em contato com a solução-mãe 
(em digestão), uma segunda substância, também insolúvel, pode, 
lentamente, precipitar. 
CO-PRECIPITAÇÃO 
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Método da precipitação: as etapas de uma análise gravimétrica 
Pesagem de uma massa 
ou volume de amostra 
Dissolução da amostra 
em solvente adequado 
Adição LENTA do 
reagente precipitante 
Envelhecimento 
do precipitado 
Filtração e lavagem 
Secagem (e calcinação) Pesagem final Resfriamento 
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Método da precipitação: as etapas de uma análise gravimétrica 
PESAGEM DE UMA 
MASSA EXATA DE 
AMOSTRA SÓLIDA 
DISSOLUÇÃO DA 
AMOSTRA EM 
SOLVENTE ADEQUADO 
ADIÇÃO LENTA 
DO REAGENTE 
PRECIPITANTE 
DIGESTÃO DO 
PRECIPITADO 
FILTRAÇÃO E 
LAVAGEM 
SECAGEM 
ALÍQUOTA DE 
VOLUME EXATO DE 
AMOSTRA LÍQUIDA 
CALCINAÇÃO 
RESFRIAMENTO PESAGEM 
CÁLCULOS E 
RESULTADOS 
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Método da precipitação: a filtração 
FILTRAÇÃO CONVENCIONAL (GRAVIDADE) 
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Método da precipitação: a filtração 
FILTRAÇÃO CONVENCIONAL (GRAVIDADE) 
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Método da precipitação: a filtração 
FILTRAÇÃO A VÁCUO 
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Método da precipitação: a secagem e calcinação 
CALCINAÇÃO 
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Método da precipitação: a secagem e calcinação 
CALCINAÇÃO