pptacao cristalizacao

Prévia do material em texto

Precipitac¸a˜o /Cristalizac¸a˜o
Prof. Ricardo Gomes da Rosa
Formac¸a˜o de Precipitados
Processo Cine´tico:
vppt↔ qualidade do ppt
Tipos de Precipitados:
1. Cristalinos
(i) Cristais Grandes, ex. NH4MgPO4.6H2O,
KClO4;
(ii) Cristais Pequenos (po´), ex. BaSO4 e CaC2O4.
2. Amorfos
(i) Grumosos: partı´culas coloidais hidrofo´bicas.
Sa˜o densos, ex. AgX.
(ii) Gelatinosos: partı´culas coloidais hidrofı´licas.
Sa˜o pouco densas (volumosos). ex. Fe(OH)3,
Al(OH)3, MSn.
Mecanismos de Precipitac¸a˜o:
Caracterı´sticas do Precipitado↔ condic¸o˜es de formac¸a˜o.
• Varia´veis: T, [ ], v, S ....
• Supersaturac¸a˜o: (Q−S); onde Q = conc. inst.
do soluto e S = solubilidade de equilı´brio.
• Supersaturac¸a˜o Relativa: (Q−S)S
• Lembrando: soluc¸a˜o super-saturada−→ soluc¸a˜o
saturada + ppt
QXT
Precipitac¸a˜o:
• nucleac¸a˜o: Formac¸a˜o de grupos de ı´ons.
– Heterogeˆnea: partı´culas de impurezas.
– Homogeˆnea: agregados de ı´ons formadores
do ppt.
• Crescimento de cristais:
v ∝ (Q− S)
S
enta˜o, quando a adic¸a˜o do precipitante gerar:
• (Q−S)S ↑, vnucl.� vcres.crist., teremos ppt pul-
verulento ou coloidal.
• (Q−S)S ↓ vnucl. ≤ vcres.crist., teremos ppt cris-
talino bem formado.
v × (Q− S)
S
Te´cnicas de Precipitac¸a˜o Lenta
Objetivo: controlar (Q−S)S
• Convencional:
– adic¸a˜o lenta, sob agitac¸a˜o de soluc¸a˜o diluı´da
do precipitante.
– aumento da solubilidade do ppt: precipitac¸a˜o
a quente com controle do pH.
• Precipitac¸a˜o em Meio Homogeˆneo:
– liberac¸a˜o lenta do agente precipitante, ex.
SO2−4
NH2SO2OH + H2O−→NH+4 + H+ + SO2−4
Envelhecimento de Precipitados:
• Digesta˜o: modificac¸o˜es devido ao contato do
ppt com a soluc¸a˜o-ma˜e.
– Envelhecimento: modificac¸o˜es estruturais
irreversı´veis devido ao contato do ppt com
a soluc¸a˜o-ma˜e
Modificac¸o˜es estruturais irreversı´veis:
1. Aperfeic¸oamento cristalino:
eliminac¸a˜o de superfı´cie ativa pela lenta deposic¸a˜o
de ı´ons reticulares.
2. Cimentac¸a˜o
depo´sito de material reticular entre partı´culas
de agregados.
3. Maturac¸a˜o de Ostwald:
processo de recristalizac¸a˜o:
cristais pequenos insta´veis→ cristais grandes
esta´veis.
4. Tranformac¸a˜o de uma forma insta´vel:
ex.: CaC2O4.xH2O→ CaC2O4.H2O
5. Transformac¸a˜o Quı´mica:
ex.: Si(OH)4→ (SiO2)n
Contaminac¸a˜o de Precipitados:
1. Precipitac¸a˜o Simultaˆnea:
Contaminante tem seu Kps sobrepassado.
• eliminac¸a˜o do interferente
2. Coprecipitac¸a˜o:
Determinado por fenoˆmenos de adsorc¸a˜o.
(i) Adsorc¸a˜o Superficial:
• Contaminate forma-se com ı´ons do ppt
adsorvidos e ı´ons de carga oposta pre-
sentes na soluc¸a˜o.
• Importante em ppts com grande a´rea su-
perficial. ex. Fe(OH)3.
• Eliminac¸a˜o com lavagens do ppt. Cuidar
com a peptizac¸a˜o.
(ii) Inclusa˜o Isomo´rfica
• PPts cristalinos – muito nociva.
• Contaminantes incorpora-se a` rede cristalina.
Contaminante e contaminado devem a-
presentar semelhanc¸a quı´mica e a mesma
estrutura cristalina. ex. BaSO4 e PbSO4.
• Elimina-se por remoc¸a˜o do contaminante.
(iii) Inclusa˜o Na˜o-Isomo´rfica
• Ambos apresentam a mesma estrutura
cristalina mas espac¸os reticulares diferen-
tes.
• As imperfeic¸o˜es no cristal so´ aparecem
em altas concentrac¸o˜es de contaminates.
(iv) Oclusa˜o
• Contaminante fica preso pelo retı´culo cris-
talino quando este e´ formado muito rapi-
damente. Introduz imprefeic¸o˜es.
ex. BaCl2 + Na2SO4
ra´pido−→ BaCl2.BaSO4
• A digesta˜o e´ a melhor te´cnica de eliminac¸a˜o
dos contaminantes.
(v) Posprecipitac¸a˜o
• A soluc¸a˜o-ma˜e torna-se supersaturada no
contaminante apo´s a precipitac¸a˜o do com-
posto desejado.
ex.
Zn2+ + Hg2+ + Cu2+ S
2−−→HgS(s) + CuS(s)
+ Zn2+
• Aumenta com a Digesta˜o.
• Elimina-se com a filtrac¸a˜o imediata do ppt.