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Universidade Federal de Campina Grande Disciplina: Química Analítica Professora: Rossana M. F. de Figueirêdo 1 GRAVIMETRIA A análise gravimétrica, ou gravimetria, consiste na determinação do teor de uma substância em certa amostra, por meio de técnicas que permitem isolar esta substância em seu estado puro, ou como um derivado, por intermédio de operações específicas. Em outras palavras, a análise gravimétrica utiliza uma seqüência de operações com o objetivo de determinar a quantidade de um constituinte em uma amostra, por pesagem direta deste elemento puro ou de um seu derivado de composição conhecida e bem definida. As principais vantagens da análise gravimétrica são: as operações unitárias utilizadas no procedimento gravimétrico são de fácil execução e de boa reprodutibilidade; e usa-se equipamentos simples e de baixo custo, como béquer e funil de vidro, cadinho de porcelana, bico de Bunsen, mufla, estufa, balança analítica, etc. Este procedimento analítico constitui-se num método de extensa aplicação na determinação de macroconstituintes de uma amostra (faixa de porcentagem). Em muitos casos, é ainda através do procedimento gravimétrico que se obtém maior precisão na dosagem de certas substancias, como por exemplo, a determinação de sílica (SiO2) em amostras de material argilo-silicoso. A maior desvantagem da análise gravimétrica é o tempo necessário para sua execução o qual, geralmente, é muito longo. Além disso, devido ao grande número de operações necessárias na sua execução, este tipo de análise está sujeita a uma série de erros acumulativos, devidos a falhas de execução, ou ainda erros devidos a elementos interferentes existentes na amostra original. Uma outra desvantagem seria a impraticabilidade do procedimento gravimétrico para determinação de microconstituintes na amostra (numa ordem de µg/mL ou ng/mL) devido à falta de sensibilidade do método. Exemplos de análises gravimétricas: determinação de metais como ferro, alumínio, cálcio, magnésio e prata em amostras de solo, minérios (determinação de níquel em minérios), resíduos industriais ou em alimentos; determinação de umidade em alimentos; análise de cinzas (conteúdo mineral) de vegetais; e pureza de calcário. Algumas das operações unitárias ou etapas sucessivas utilizadas no procedimento gravimétrico são: preparo da solução; precipitação; digestão; filtração; lavagem; secagem ou calcinação; e pesagem. DETERMINAÇÃO DE UMIDADE EM AMOSTRAS SÓLIDAS Introdução Os materiais sólidos podem conter água quimicamente ligada ou água presente como contaminante oriundo da atmosfera ou da solução em que a substância se formou. A questão se complica, do ponto de vista da análise quantitativa, pelo fato do teor de água ser uma quantidade variável, que depende da umidade, da temperatura do ambiente e do seu estado de subdivisão do material. O teor de água retido por um sólido tende a diminuir com a elevação da temperatura e o decréscimo da umidade atmosférica. A extensão destes efeitos e maior ou menor rapidez com que elas se manifestam diferem consideravelmente conforme a maneira como a água se encontra retida no sólido. Objetivo Manter contato com a técnica de secagem com estufa comum, que vem a ser a técnica mais simples e econômica dos métodos de secagem. 2 Equipamentos e Material • balança analítica; • estufa comum a 105 oC; • cadinhos e tampas de alumínio ou pesa-filtro; dessecador; espátula e pinça Procedimento Manipular os cadinhos sempre com o auxílio de uma pinça, evitando segurar com as mãos, que podem passar umidade e gordura aos cadinhos. Secar os cadinhos, com suas respectivas tampas, por uma hora na estufa comum a 105 oC, e colocar no dessecador para esfriar antes de pesar. Anotar o peso do cadinho vazio e respectiva tampa até 0,1 mg. Juntar aproximadamente 2 g de amostra e registrar o peso até 0,1 mg na balança analítica. Repetir com outro cadinho para ter duplicatas. Colocar cada cadinho, com a tampa ao lado, na estufa para secar por aproximadamente 24 horas ou até peso constante, a cerca de 105 oC. Tirar os cadinhos da estufa e colocar no dessecador para esfriar. Deixar cerca de 40-60 min. Tampe os cadinhos, para evitar a absorção de umidade, e pese em balança analítica. Volte os cadinhos para a estufa por mais meia hora. Recolocar no dessecador e pesar novamente, para verificar se o peso manteve-se constante. Se o peso ainda variou, voltar à estufa até obter peso constante. 100x m m U total água BU = 100 sec x m m U a água BS = em que: UBU – umidade em base úmida (%) UBS – umidade em base seca (%) mágua – massa de água (g) mseca – massa seca (g) mtotal – massa total (g) mtotal = massa de água + massa seca Cálculos 1. Calcular a porcentagem de umidade em base seca e base umidade de cada amostra. 2. Calcular a média, o desvio padrão e o coeficiente de variação.