Gravimetria: Métodos de Análise

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Química Analítica Farmacêutica II 
Profa: Monica Padilha
e-mail: monicapadilha@iq.ufrj.br 
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O QUE É?
Química Analítica Farmacêutica II
Métodos gravimétricos de análise ou gravimetria ou análise gravimétrica
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Química Analítica Farmacêutica II
GRAVIMETRIA 
 Princípios gerais;
 Tipos de métodos gravimétricos;
Gravimetria por precipitação;
 Natureza física dos precipitados;
 Influência das condições de precipitação;
 Cálculos gravimétricos.
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Química Analítica Farmacêutica II
GRAVIMETRIA 
 DEFINIÇÃO: Qualquer método de análise que utiliza uma massa ou uma variação na massa como sinal analítico.
 Determinação direta da massa do analito ou do composto que contém o analito
 Determinação indireta da massa do analito
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Química Analítica Farmacêutica II
GRAVIMETRIA 
 DETERMINAÇÃO DIRETA DE SÓLIDOS SUSPENSOS EM ÁGUA
 Pesar o filtro;
 Filtrar;
 Secar;
 Pesar novamente;
 Calcular a diferença nas massas.
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Química Analítica Farmacêutica II
GRAVIMETRIA 
 DETERMINAÇÃO INDIRETA DO ANALITO
Ex. Determinação do teor de umidade em alimento
 Pesar a amostra de alimento antes e após o aquecimento, usando a variação na massa como indicação da quantidade de água na amostra original.
 O conteúdo de umidade é determinado por diferença
(Manalito = Minicial – Mfinal)
Minicial: inclui água
Mfinal: medida após a remoção da água
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Química Analítica Farmacêutica II GRAVIMETRIA 
 Tipos de Métodos Gravimétricos
 Eletrogravimetria
 Gravimetria particulada
 Gravimetria por volatilização e termogravimetria
 Gravimetria por precipitação
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 Eletrogravimetria
 Oxidação de Pb2+ e sua deposição como PbO2 no anodo de Pt
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 Gravimetria particulada
 O analito é determinado após ser removido da matriz por filtração ou extração.
Exemplo: Determinação de sólidos suspensos em água.
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 Gravimetria por volatilização
 Uso de energia térmica ou química para remover espécies voláteis.
Exemplos:
 Determinação de umidade em alimentos (energia térmica).
 Determinação da quantidade de carbono em um composto orgânico: uso da energia química da combustão para converter C a CO2.
 
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 Gravimetria por volatilização
 O analito é separado da amostra por volatilização(é convertido a gás).
 O produto volátil é absorvido por uma substância adequada.
Sua massa pode ser calculada de duas maneiras:
1- pela variação da massa da substância absorvente;
2- determinação indireta, pela perda em massa da amostra.
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 Termogravimetria
 É uma forma de gravimetria por volatilização onde a variação na massa da amostra é monitorada enquanto ela é aquecida.
 Compostos orgânicos: os produtos gerados por combustão apresentam composição conhecida: CO2,H2O e N2.
 Compostos inorgânicos: a identificação dos produtos de volatilização depende da temperatura na qual a decomposição foi conduzida.
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 Termogravimetria
A perda de massa volátil em uma decomposição térmica é indicada por uma etapa em um termograma. (curva termogravimétrica)
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 Gravimetria por precipitação
 O analito é convertido em um precipitado pouco solúvel após a adição de um reagente precipitante à solução.
O precipitado formado é então:
- filtrado e lavado para remoção de impurezas;
- Convertido a um produto estável e de composição conhecida (secagem ou calcinação);
- Pesado.
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 Gravimetria por precipitação
 Na etapa de secagem, o precipitado gravimétrico é aquecido até que sua massa seja constante.
 O aquecimento remove o solvente e qualquer espécie volátil arrastada com o precipitado.
 Alguns precipitados também são calcinados para a decomposição do sólido em um composto de composição conhecida.
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 Natureza Física dos Precipitados
 Uma análise gravimétrica por precipitação deve possuir vários atributos importantes:
1) O precipitado deve possuir baixa solubilidade, elevada pureza e composição conhecida;
2) O precipitado deve estar em uma forma que seja fácil separá-lo da mistura reacional.
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 Natureza Física dos Precipitados (continuação)
 A gravimetria por precipitação baseia-se na estequiometria conhecida entre a massa do analito e a massa do precipitado.
 Assim, o tamanho das partículas do precipitado não deve ser muito pequeno e o precipitado não deve conter impurezas. 
 
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 Natureza Física dos Precipitados (continuação)
 As partículas do precipitado não dever ser muito pequenas para não entupirem ou passarem através do filtro.
 Partículas pequenas podem formar uma suspensão coloidal de partículas com diâmetros na faixa de 1 a 500 nm, que podem passar pela maioria dos filtros.
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 PRECIPITAÇÃO
 O tamanho da partícula formada durante a precipitação depende das condições do processo.
 A formação do precipitado (cristalização) é feita em 2 etapas:
1) Nucleação;
2) Crescimento das partículas.
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 NUCLEAÇÃO
 Alguns íons (ou moléculas) juntam-se aleatoriamente formando pequenos agregados (nucleação homogênea).
 Estes núcleos também podem ser formados sobre a superfície de um sólido contaminante suspenso, como partículas de sujeira (nucleação heterogênea).
 Os núcleos são instáveis e crescem até atingirem o tamanho de partículas coloidais.
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 CRESCIMENTO DA PARTÍCULA
 Envolve a adição de mais íons (ou moléculas) ao núcleo de cristalização para formar um cristal.
 A precipitação adicional envolve uma competição entre a nucleação adicional e o crescimento dos núcleos existentes:
 se a nucleação predomina, obtém-se uma grande quantidade de partículas pequenas;
 se o crescimento da partícula predomina: um pequeno número de partículas grandes é produzido.
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 INFLUÊNCIA DAS CONDIÇÕES DE PRECIPITAÇÃO
 A cristalização inicia-se a partir de uma solução supersaturada (aquela que contém mais soluto do que o que deve estar presente no equilíbrio).
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 INFLUÊNCIA DAS CONDIÇÕES DE PRECIPITAÇÃO
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 INFLUÊNCIA DAS CONDIÇÕES DE PRECIPITAÇÃO
 Em uma solução muito supersaturada, a nucleação ocorre mais rapidamente do que o crescimento da partícula formando uma suspensão de partículas pequenas ou uma dispersão coloidal.
 Em uma solução menos supersaturada, a nucleação é mais lenta e o núcleo formado tem mais chance de crescer, obtendo-se partículas maiores e mais adequadas para a análise gravimétrica.
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 INFLUÊNCIA DAS CONDIÇÕES DE PRECIPITAÇÃO
Portanto, em solução:
 Solução muito supersaturada: menor será o tamanho da partícula;
 Solução menos supersaturada: maior será o tamanho da partícula;
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 CONTROLE EXPERIMENTAL DO TAMANHO DAS PARTÍCULAS
Variáveis experimentais que influenciam o tamanho das partículas do precipitado:
 Solubilidade do precipitado;
 Temperatura;
 Concentração dos reagentes;
 Velocidade com que os reagentes são misturados.
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