47029772 Relatorio de Quimica Analitica Analise gravimetrica

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Química Analítica
RELATÓRIO DE GRAVIMETRIA
 
Discentes: Carolina Schneider
Gabriela Bitto de Oliveira
Marisa da Silva Oliveira
Pedro Henrique Picelli de Azevedo
Docente: Homero Marques Gomes
Disciplina: Química Analítica
Curso: Engenharia Ambiental
2° ano
 
UNESP
FACULDADE DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA
FCT – Campus de Presidente Prudente
Unesp
SUMÁRIO
1. Objetivos da prática....................................................................................................................... 02
2. Introdução 
2.1. Análise gravimétrica ...................................................................................................... 02
2.1.1. Peso da amostra ............................................................................................... 02
2.1.2. Precipitação química ....................................................................................... 02
2.1.3. Propriedades dos precipitados ......................................................................... 03
2.1.4. Cálculos em análises gravimétricas ................................................................ 03
2.1.5. Informações adicionais sobre a teoria dos precipitados .................................. 03
2.1.6. Vantagens e desvantagens do método de precipitação .................................... 05
2.1.7. Análise gravimétrica do ferro III ..................................................................... 05
2.1.7.1. Interferentes ................................................................................................. 07
3. Metodologia
3.1. Materiais utilizados ........................................................................................................ 08
3.2. Procedimentos experimentais ........................................................................................ 08
4. Resultados e discussões ................................................................................................................ 10
5. Conclusão ..................................................................................................................................... 13
6. Referências bibliográficas ............................................................................................................ 14
1 
1. OBJETIVOS DA PRÁTICA
 Utilizar o método gravimétrico de precipitação para determinação de ferro como 
Fe2O3; calculando a pureza da amostra.
2. INTRODUÇÃO
2.1. Análise gravimétrica
A análise gravimétrica ou gravimetria é um método analítico quantitativo cujo processo 
envolve a separação e pesagem de um elemento ou um composto do elemento na forma mais pura 
possível. O elemento ou composto e separado de uma quantidade conhecida da amostra ou 
substancia analisada.
A gravimetria engloba uma variedade de técnicas, onde a maioria envolve a transformação do 
elemento ou composto a ser determinado num composto puro e estável e de estequiometria 
definida, cuja massa e utilizada para determinar a quantidade do analito original.
A separação do constituinte pode ser efetuada por meios diversos: precipitação química, 
eletrodeposição, volatilização ou extração. Um dos métodos mais utilizados é a precipitação.
2.1.1. Peso da amostra
O peso do elemento ou composto pode ser calculado a partir da formula química do composto 
e das massas atômicas dos elementos que constituem o composto pesado.
A análise gravimétrica esta baseada na medida indireta da massa de um ou mais constituintes 
de uma amostra.
Por medida indireta deve-se entender converter determinada espécie química em uma forma 
separável do meio em que esta se encontra, para então ser recolhida e, através de cálculos 
estequiométricos, determinada a quantidade real de determinado elemento ou composto químico, 
constituinte da amostra inicial.
Nem sempre o constituinte pode ser pesado na mesma forma química de precipitação. É que, 
muitas vezes, uma forma de precipitação não se constitui em uma adequada forma de pesagem, seja 
por não possuir uma composição bem definida, seja por não suportar o processo de dessecação por 
aquecimento que quase sempre deve anteceder a pesagem.
2.1.2. Precipitação química
Na gravimetria por precipitação química, o constituinte a determinar e isolado mediante 
adição de um reagente capaz de ocasionar a formação de uma substancia pouco solúvel* 
(*Inicialmente, o item em analise encontra-se em uma forma solúvel em determinado meio.).
A precipitação envolve determinados processos que são respectivamente: precipitação > 
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filtração > lavagem > aquecimento > pesagem.
Observações: 
- A filtração pode ser efetuada com simples aparatos de vidro (funil de vidro) ou porcelana 
(funil de Buchner), com papeis de filtro apropriados e membranas.
- O aquecimento pode ser realizado, conforme o caso, em bancada através de um simples 
aparato ou em muflas, onde temperaturas de 1400°C podem ser alcançadas.
2.1.3. Propriedades dos Precipitados
Para obter bons resultados, deve-se obter um precipitado “puro” e que possa ser recuperado 
com alta eficiência.
Características de um bom precipitado:
- Ter baixa solubilidade
- Ser fácil de recuperar por filtração
- Não ser reativo com o ar, a água...
- Ser algo onde o nosso analito seja apenas uma pequena porção do precipitado.
Vários íons também podem ser determinados por gravimetria: esses são precipitados com um 
reagente e pesados apos secagem.
2.1.4. Cálculos em análise gravimétrica
Os cálculos realizados em gravimetria são relativamente simples, devendo-se ter cuidado 
especial com a correspondência de unidades; de modo geral:
L > kg
mL > g
Cálculo associados a esses métodos são baseados em estequiometria. Uma fórmula química 
balanceada dá as razões, em moles, de materiais produzidos ou consumidos em uma reação.
Exemplo:
Se o peso de quaisquer espécies utilizadas ou produzidas é sabido, os outros são facilmente 
calculados.
2.1.5. Informações adicionais sobre a Teoria dos precipitados
- Condições de Precipitação:
 Soluções diluídas devem ser usadas, pois reduzem os erros devido à coprecipitação.
3 
 A mistura lenta dos reagentes com agitação constante promove a formação de cristais 
maiores.
 Soluções aquecidas, quando (as características do precipitado permitem): apresentam melhor 
uniformidade do espalhamento dos reagentes, pois ocorre aumento da solubilidade, 
reduzindo o grau de supersaturação.
 A coagulação é favorecida com a diminuição da formação do soluto
 A velocidade de cristalização é aumentada levando a cristais mais perfeitos
- Métodos de precipitação:
Precipitação em soluções homogêneas: Ao invés de ser adicionado um reagente, o agente 
precipitante é gerado lentamente na própria solução por meio de uma reação química homogênea.
Vantagens:
- Elimina os efeitos indesejáveis da elevação da concentração. 
- O precipitado resultante é denso e prontamente filtrável. 
- A coprecipitação é reduzida a um mínimo. 
- É possível alterar a aparência do precipitado pela variação da velocidade da reação.
- Contaminação de precipitados:
 Co-precipitação: contaminação do precipitado por substâncias que são normalmente 
solúveis na água mãe. Existem dois tipos: adsorção na superfície das partículas e oclusão de 
substâncias estranhas durante o processo de formação do cristal.
 Pós-precipitação: ocorre na superfície do primeiro precipitado após a sua formação, ocorre 
com substâncias pouco solúveis que formam soluções supersaturadas, têm usualmente um 
íon em comum com o precipitado inicial.
- Diferenças entre a coprecipitação (cp) e a pós-precipitação (pp):
 Na pp a contaminaçãoaumenta com o tempo de contato do precipitado com a solução-mãe, 
na cp a contaminação diminui.
 Na pp a contaminação aumenta com a rapidez da agitação, na cp dá-se o oposto.
 A grandeza da contaminação na pp pode ser muito maior
- Digestão de precipitados cristalinos: 
Deve ser efetuada no maior tempo possível (exceto nos casos em que possa ocorrer pós-
precipitação. Banho-maria é recomendável e decresce o efeito da coprecipitação e induz 
4 
precipitados mais filtráveis (a digestão tem pequeno efeito sobre os precipitados amorfos ou 
gelatinosos).
De preferência o precipitado deve ser lavado com uma solução diluída apropriada de um 
eletrólito. A água pura pode causar a peptização (passagem do precipitado ao estado de solução 
coloidal).
Se houver contaminação do precipitado, o erro pode ser eliminado pela dissolução do 
precipitado em um solvente adequado para depois ser re-precipitado
- Separações quantitativas baseadas nos métodos de precipitação: 
 Precipitação fracionada: Quando os produtos de solubilidade de dois sais pouco solúveis 
tendo um íon comum diferem suficientemente, um sal precipitará quase completamente 
antes que o outro comece a precipitar.
Ex.: soluções de cloreto e iodeto.
 Precipitação e separação de hidróxidos em concentração de íon hidrogênio: em pH 
controlado vários elementos são precipitados.
TABELA 1 - Valores de pH para a precipitação dos hidróxidos (valores aproximados de 
pH já que os produtos de solubilidade dos hidróxidos metálicos não são muito exatos)
p
H
íon 
metálico
p
H
íon 
metálico
3
Sn+2, 
Fe+3, Zn4+
7 Fe2+
4 Th4+ 8
Co2+, 
Ni2+, Cd2+
5 Al3+ 9
Ag+, 
Mn2+, Hg2+
6
Zn+2, 
Cu+2, Cr+3
1
1
Mg+2
2.1.6. Vantagens e desvantagens do método de precipitação
Vantagens: A análise gravimétrica, se seus métodos são seguidos cuidadosamente, fornece 
análises excessivamente precisas. Como fato, a análise gravimética foi usada para determinar as 
massas atômicas de muitos elementos com seis casas decimais de precisão. A análise gravimétrica 
5 
deixa pouco espaço para o erro instrumental e não requer uma série de padrões para o cálculo de 
uma variável desconhecida. Além disso, os métodos também não exigem equipamento de alto custo. 
A análise gravimétrica, devido a seu alto grau de precisão, quando realizada corretamente, pode 
também ser usada para calibrar outros instrumentos em substituição de padrões de referências.
Desvantagens: A análise gravimétrica, normalmente, provê capacidade de determinação 
para um único elemento, ou um limitado grupo de elementos, de uma vez. Métodos são 
frequentemente modificados e uma pequena distorção em um passo intermediário em um 
procedimento, pode consequentemente significar desastre para a análise (formação de colóide na 
precipitação da análise gravimétrica, por exemplo). Comparando-se este método com métodos mais 
rigorosos, tais como a espectrofotometria, percebe-se que a ultima análise é muito mais eficiente.
2.1.7. Análise gravimétrica do ferro III
 
6 
Tabela 2- Principais etapas da análise gravimétrica do 
ferro III.
Na determinação de ferro por análise gravimétrica, o método é baseado na precipitação dos 
íons de ferro (III) com hidróxido de amônio:
 ou
Onde: 
O hidróxido de ferro obtido é calcinado ao seu respectivo óxido:
 ou
Pesando-se o óxido férrico pode-se calcular a concentração de ferro na amostra.
2.1.7. Interferentes
Os principais interferentes no método de precipitação química são:
 citratos, tartaratos, salicilatos, pirofosfatos, fluoretos, glicerina e açúcares, pois 
complexam com o Fe III evitando sua precipitação quantitativa.
Para evitar estes interferentes, adsorvidos ou parcialmente precipitados, faz-se uma 
purificação do hidróxido de ferro através de várias re-precipitações.
O ferro pode ser também determinado volumetricamente com MnO4-, Cr2O72- ou Ce4+, e 
através de técnicas espectroscópicas com KSCN ou fenantrolina.
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 pois precipitam com o NH4OH.
 podem interferir se seus complexos amino solúveis, 
adsorverem na superfície do hidróxido de ferro.
3. METODOLOGIA
3.1. Materiais utilizados
 Reagentes 
 - Ácido clorídrico (HCl);
- Ácido nítrico (HNO3);
- Hidróxido de amônio (NH4OH);
- Nitrato de amônio (NH4NO3);
- Nitrato de prata (AgNO3).
 Vidraria e instrumentos
 - 1 cadinho;
- 2 tubos de ensaios;
- 1 béquer 1oo mL;
- 1 béquer grande;
- funil;
- papel de filtro sem cinzas;
- 1 pinça metálica;
- pipetas;
- bico de Bunsen;
- suporte universal;
- dessecador;
- balança.
3.2. Procedimentos experimentais
Inicialmente, aquecemos o cadinho em um bico de Bunsen durante 15 minutos e, 
posteriormente, levamos ao dessecador para resfriar.
Pegamos então a amostra 9, contendo ferro, e adicionamos a ela 10 mL de HCl (ácido 
clorídrico) e 5 mL de HNO3 (ácido nítrico). Misturamos suavemente e colocamos em um béquer. 
Aquecemos essa mistura por aproximadamente 4 minutos, em fogo brando, mantendo uma ebulição 
lenta.
Na seqüência, diluímos a amostra com 200 mL de água e aquecemos novamente. À partir de 
então, acrescentamos, gota a gota, hidróxido de amônio a 3 mol/L (NH4OH), agitando sempre, até o 
momento em que sentimos o odor característico do amoníaco. (Com a adição do NH4OH a amostra 
adquire uma coloração marrom)
Aguardamos alguns minutos e a uma parte mais escura da solução se depositou no fundo do 
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béquer. Neste momento iniciamos a digestão do precipitado, fervendo a mistura levemente por 
aproximadamente 5 minutos.
Esperamos até a mistura esfriar e, posteriormente, filtramos em papel de filtro sem cinzas. 
Lavamos o precipitado dentro do funil com solução de nitrato de amônio (NH4NO3) e efetuamos 
teste para cloreto no filtrado com solução de nitrato de prata (AgNO3). Este teste é feito 
adicionando-se uma gota de AgNO3 em uma pequena amostra do filtrado. Quando essa amostra 
adquire cor esbranquiçada, o teste é positivo, caso contrário, negativo.
Continuamos a lavagem do precipitado até teste negativo ou muito fraco para cloreto.
Posteriormente, pegamos o cadinho (sempre com auxílio de uma pinça limpa ou papel) e 
colocamos no suporte. Transferimos o papel filtro juntamente com a amostra de precipitado para 
dentro do cadinho e aquecemos em uma pequena chama do bico de Bunsen, com o cuidado de 
permitir o livre acesso de ar ao seu interior pra evitar a redução de Fe (III) a Fe (II). Assim que 
termina de secar o papel filtro é incinerado (se dissolve). Aquecemos então por mis, 
aproximadamente, 15 minutos.
Levamos o cadinho ao dessecador para resfriar e, posteriormente, pesamos o cadinho com a 
amostra e anotamos os resultados para efetuarmos os cálculos.
9 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
O cadinho em contato com o meio ambiente adquiri umidade, elementos contaminantes etc, 
tais fatores podem gerar um erro na pesagem que influenciara o resultado final do experimento. 
Uma vez que o processo gravimétrico foi utilizado para determinar a massa de óxido de ferro da 
uma dada amostra, levando em consideração o peso inicial do cadinho e o seu peso final, foi 
necessário tarar o cadinho para obter um resultado mais apurado.
Inicialmente aqueceu-se o cadinho para a completa evaporação da umidade e eliminação de 
qualquer outra substancia que poderia alterar o seu peso. Assim a chama do bico de bunsen possuía 
uma cor azulada, para não haver a formação de fuligem, a qual pode alterar a medição final. Após 
15 minutos aquecendo, o cadinho foi retirado da chama, esperou-se que ele adquirisse uma 
temperatura deaproximadamente 100° C e logo em seguida foi colocado no dessecador, que 
absorve a umidade do meio, evitando que o ele volte a condição inicial.
Após 30 minutos no dessecador foi medida sua massa inicial (Mci) na balança de precisão, 
obtendo o seguinte resultado Minicial=24,4175g
O cadinho não pode ser pesado com temperatura alta por causa do empuxo causado pelas 
corrente de convecção do ar, onde o ar quente sobe e o ar frio desce, o que pode alterar o seu o seu 
peso.
Em um béquer foi adicionado à amostra 9, inicialmente contendo 2g, 10ml de ácido clorídrico 
(HCL) 3 mol/L e 5ml de ácido nítrico (HNO3). A oxidação do ferro e um processo natural e ocorre 
lentamente pela exposição deste elemento ao ar segundo a reação:
4Fe2+ + O2 + 4H+ 4Fe+3 + 2H2O
Uma oxidação rápida pode ser efetuada pelo acido nítrico e acido clorídrico segundo a reação: 
Os ácido são utilizados para diminuir a o pH da amostra, já que nos processos gravimétrico as 
interferências são quase sempre mais numerosas à medida que se tende para a região alcalina.
Para que o ferro presente na amostra ficasse mais suscetível à reação com os ácidos, ela foi 
aquecida, após a adição dos mesmos, pois para a maioria das substâncias sólidas, o calor requerido 
para afastar as moléculas do soluto é maior do que o calor desprendido pela solvatação do soluto. 
De acordo com o princípio de Le Chatelier, a solubilidade de tais substâncias aumenta com a 
temperatura. 
Com a adição do acido nítrico os íon Fe+3 ( e também outros metais presentes na amostra )
reagiram com os íons Nitratos (NO3-) formando o Nitrato de ferro III ( Fe(NO3)). Todos os sais de 
nitrato são solúveis em água, sendo assim foi necessário transformar o ferro que se encontrava 
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2Fe+2 + HNO3 + 3HCl -----> 2Fe3+ + NOCl(gás) + 2Cl- + 2H2O
solúvel num composto insolúvel, para isso foi adicionado Hidroxido de Amônia. 
Esperado o resfriamento do béquer, foi adicionados 200 ml de água e acrescentado hidróxido 
de amônio (NH4OH) 3 mol/L à amostra. A amônia (NH3) é um gás incolor, bastante tóxico, que se 
dissolve bem na água. Uma vez em meio aquoso, a amônia forma o hidróxido de amônio (NH4OH):
NH3 +H2ONH4+ +OH- 
Soluções de amônia em contato com íons de Fe+3 produzem um precipitado gelatinoso 
(colóides), marrom avermelhado, de Hidroxido de Ferro III, Fe(OH)3, insolúvel:
Fe3+ + 3NH3 +H2OFe(OH)3↓ +3NH4+
O estado coloidal da matéria e definido por uma certa grandeza de partículas, em 
conseqüência do que certas propriedades características tornam-se aparentes. As propriedades 
coloidais são geralmente evidenciadas em substancias cujas partículas variam entre 0,2 X 10-6m e 
5X10-9m. O Papel de filtro comum retém partículas ate um diâmetro de 10-20X10-6m de modo que 
soluções coloidais, da mesma forma que as soluções verdadeiras, passam através de um papel de 
filtro. O novo aquecimento e conseqüentemente o aumento da temperatura fez com que os colóides 
se transformem em estruturas cristalinas. Estas são mais favoráveis para os fins de análise 
gravimétrica, pois são mais densas e sedimentam rapidamente, facilitando o processo de filtração e 
lavagem. 
Para “descontaminar” a amostra de hidróxido de ferro de outras substancias descartáveis, 
durante a filtragem, foi realizado a sua lavagem utilizando-se nitrato de amônia (NH4NO3) umas vez 
que esta substancia dissolve os contaminantes e não o Fe(OH)3. A lavagem ocorreu ate o momento 
em que o teste para o cloreto utilizando solução de Nitrato de Prata (AgNO3) fosse negativo. 
O filtro contendo o hidróxido de ferro foi levado ao cadinho e aquecido a fim de eliminar a 
contaminação pelo hidróxido de amônia, nitrato de amônia e pelo papel de filtro segundo as 
reações: 
NH4OHNH3(gás) +H2O(gás)
NH4NO3 NH3(gás) + NO2(gás)
FILTRO+AquecimentoCO2(gás) + H2O(gás)
2Fe(OH)3à Fe2O2 +3H2O
O Cadinho contendo apenas a amostra de estudo foi novamente pesado obtendo-se o valor de 
Mfinal=24,5920g, pode assim determinar a porcentagem de Fe na amostra através dos respectivos 
cálculos: 
MFe2O2=mfinal-minicial
MFe2O2=24,5920-24,4175
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MFe2O2=0,1745g
160g Fe2O2---------------------------112g Fe 2g-----------------100%
0,1745g Fe2O2------------xg Fe 0,12215g-------- y
Logo x=0,12215g Fe Logo y=6,1075% de Fe na amostra 9
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5. CONCLUSÃO
A gravimetria engloba grande variedade de técnicas, sendo boa parte delas relacionadas à 
transformação do elemento ou composto a ser determinado num composto puro e estável e de 
estequiometria definida, cuja massa é utilizada para determinar a quantidade do analito original.
Na gravimetria por precipitação química, o constituinte a ser determinado é isolado mediante 
adição de um reagente capaz de ocasionar a formação de uma substância pouco solúvel.
Em laboratório, seguiu-se, em linhas gerais, a seqüência de precipitação, filtração, lavagem, 
aquecimento e pesagem, a fim de encontrar a porcentagem de Ferro em uma amostra de 2g. Ao final 
do processo, foram obtidas estruturas cristalinas, mais densas e sedimentáveis do que as coloidais 
obtidas anteriormente. Tirando-se a diferença entre o peso do cadinho antes e depois do processo, 
foi possível determinar a massa do óxido de ferro e, conseqüentemente, obter-se a porcentagem de 
ferro na amostra.
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6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
Daniel, C. Harris. Análise química quantitativa. Itc, 6ª Ed - 2005
http://www.ufpa.br/quimicanalitica/steoprecp.htm << Acessado em 14/08/2010>>
www.dracena.unesp.br/graduacao/arquivos/.../Gravimetria.pdf << Acessado em 14/08/2010>>
http://pessoal.utfpr.edu.br/jcrazevedo/arquivos/pratica16_gravimetria.pdf << Acessado em 
14/08/2010 >>
http://pt.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lise_gravim%C3%A9trica << Acessado em 
14/08/2010 >>
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