Gravimetria Alunos

Prévia do material em texto

Análise Gravimétria 
Química Analítica II 
Profa Andreza Portella Ribeiro 
 
 
Análise Gravimétria 
Química Analítica II 
 
Bibliografia: 
 BACCAN, Nivaldo et al. Química analítica 
quantitativa elementar. 3. ed. rev. ampl. São Paulo: 
Edgard Blücher, 2007. 
 Skoog, D. A, West, D. M., Holler, F. J., Crouch, S. 
R. Fundamentos de Química Analítica, Editora 
Thomson, tradução da 8ª edição, 2006. 
 HARRIS, Daniel C. Análise química quantitativa. 
7 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008. 
 Marcomini, Marco R. Química Analítica II - 
Primeiro Roteiro de Estudos: Análise Gravimétrica, 
2014. 
 
Tópicos Importantes (Etapas) 
1. Abertura da Amostra; 
2. Formação de precipitados; 
3. Tamanho da partícula; 
4. Coagulação; 
5. Peptização; 
6. Co-precipitação 
7. Filtração; 
8. Lavagem de precipitado; 
9. Secagem/calcinação. 
 
Conexão Saber: Módulo 06 – Aula: Técnicas para 
análise por via úmida 
 
 
Análise Gravimétrica: baseia -se na 
determinação da massa de um composto 
puro ao qual o analito está quimicamente 
relacionado. 
 
 
Fundamentação básica 
O analito é convertido a um precipitado pouco 
solúvel. Então esse precipitado é filtrado, lavado 
para a remoção de impurezas, convertido a um 
produto de composição conhecida por meio de 
um tratamento térmico adequado e pesado. 
 
 
 
Natureza física dos precipitados: 
Para que o produto formato possa ser usado 
em análise gravimétrica, o precipitado deve 
apresentar as seguintes características 
• Ser facilmente filtrado e lavado para remoção 
de contaminantes; 
• Ter solubilidade suficientemente baixa para 
que não haja perda significativa do analito 
durante a filtração e a lavagem; 
• Não-reativo com os constituintes da 
atmosfera; 
• Composição química conhecida após sua 
secagem ou, se necessário, calcinação. 
 
Tamanho de Partícula 
 
suspensões coloidais: são invisíveis a olho nu (10-7 
a 10-4 cm de diâmetro). 
 
As partículas coloidais não apresentam tendência 
de decantar a partir de soluções e não são 
facilmente filtradas. 
 
Tamanho de Partícula 
 
Tamanho de Partícula 
 
suspensão cristalina: A partículas de uma 
suspensão cristalina tendem a decantar 
espontaneamente e são facilmente filtradas. 
Mecanismo de Formação do Precipitado 
 
Na formação de um precipitado é necessário 
considerar duas etapas: a 
nucleação e o crescimento dos cristais: 
 
 
Nucleação = etapa em que as partículas do soluto 
dispersas no solvente começam a se juntar 
formando núcleo e só se tornam estáveis a partir 
de um certo tamanho crítico. Se o núcleo não 
atinge a estabilidade necessária ele redissolve 
Crescimento dos cristais: etapa subsequente à 
nucleação na qual as partículas são atraídas pelos 
núcleos formando partículas maiores. 
Controle Experimental do Tamanho das Partículas 
e solubilidade do precipitado 
 
a) Efeito do Íon comum = A solubilidade de um 
precipitado é diminuída pela adição de um 
excesso de precipitante ou pela presença de 
um eletrólito contendo um íon comum ao 
precipitado. (Cuidado com o efeito salino e/ou 
de formação de íon complexo) 
 
Exemplo: 
 Precipitação do PbSO4 com H2SO4 se aumentarmos o fator 
[SO4
2-] diminuiremos o fator [Pb2+]. 
 
 
 
 
O efeito salino: A presença de um eletrólito que 
não possua o íon comum pode aumentar a 
solubilidade do sal. 
 
 
 
 O efeito da formação de íon complexo: 
 Alguns precipitados têm a tendência de 
formar íons complexos quando a concentração de 
um de seus íons formadores for muito elevada. 
 
Ex: 
O cloreto de prata aumenta sua solubilidade em soluções 
muito concentradas de cloreto de sódio devido à 
formação do íon complexo: 
 
AgCl(s) + NaCl  AgCl2
-
(aq) = solubilidade do precipitado é 
aumentada 
 íon complexo 
 
 
 
b) O Efeito do pH: 
 
De uma forma geral, as espécies são solúveis 
em meio ácidos (pH menor que 7). Porém, não 
é uma regra. 
 
c) O efeito da temperatura: 
 O aumento da temperatura gera dois 
efeitos, um desejável e outro indesejável: 
 Se de um lado aumenta a solubilidade dos 
precipitados; 
 Por outro lado diminui a viscosidade da 
solução, o que assegura uma filtração mais 
rápida. 
 
 
d) O efeito da presença de solventes orgânicos: 
 A presença de solventes orgânicos 
miscíveis diminui, em alguns casos 
enormemente, a solubilidade do precipitado. 
Efeito colateral: existe a possibilidade de 
precipitação de outros eletrólitos. 
 
e) O efeito do tempo: 
 De maneira geral, quanto maior o tempo, 
mais completa é a precipitação. 
 
 
 
 
Contaminação do precipitado 
 
Coprecipitação: 
 
Incorporação de substâncias insolúveis aos 
precipitado durante sua formação devido à 
substituição de íons de mesmo tamanho ou 
mesma carga ou ligação de impurezas na 
superfície do precipitado = redissolve. 
 
Contaminação do precipitado 
 
Pós-precipitação: 
 Deposição de contaminantes na superfície 
das partículas do precipitado 
 
Análise gravimétrica: Etapas sucessivas ou 
operações unitárias 
 
1. Abertura da amostra: tratamento químico = 
depende da natureza da amostra a ser 
analisada = pode ser enérgico, suave, ácido ou 
básico, em solução ou por fusão. 
 
 
Ex: solubilização com água, HCl, HNO3 
 
Análise gravimétrica: Etapas sucessivas ou 
operações unitárias 
 
2.Precipitação: o analito é separado da solução 
por meio da formação de um precipitado 
conveniente. Deve-se levar em conta vários 
fatores para a escolha de um reagente 
precipitante: 
2. Precipitação 
 
*solubilidade (recomendável íon-comum) 
*tamanho da partícula 
*pureza do precipitado (precauções com a 
qualidade dos reagentes e a velocidade da 
reação) 
 
 Recomendável: adição gradual (lenta) sob 
agitação. 
 
 
 
2. Precipitação 
 
 
 
 
 
3.Digestão da amostra (envelhecimento do 
precipitado): tempo em que o precipitado, após 
ter sido formado, permanece em contato com o 
meio de precipitação (água-mãe). 
*Tempo da digestão = já especificados em 
procedimentos analíticos 
 
 
 
 
 
4.Filtração: processo de separação do 
precipitado do meio em que se processou sua 
formação. 
 
Cuidados transferência quantitativa (bastão de 
vidro), centro do papel (lavagem), nível da 
solução (evitar formação de rachaduras) 
 
Tipo de filtração = dependerá do tratamento a 
que o precipitado será submetido em fase 
posterior (secagem ou calcinação). 
 
 
4.Filtração: 
 
Pode ser realizada utilizando funil cônico ou 
funil de Büchner e papel de filtro quantitativo 
ou utilizando funil de vidro sinterizado. 
 
 
4.Filtração: 
 
 
4.Filtração: 
 
 
4.Filtração: 
 
 
4.Filtração: 
 
 
4.Filtração: 
 
 
5.Lavagem: 
 
Tem a função de remover a água mãe retida no 
precipitado e eliminar impurezas não voláteis. 
A lavagem deve ser realizada com pequenas 
porções de líquido que contém um eletrólito 
dissolvido para impedir a peptização do 
precipitado (álcool 20%, solução diluída de HCl 
ou HNO3, dentre outros). 
 
Peptização: processo no qual um colóide 
coagulado retornando ao seu estado disperso 
 
5.Lavagem: 
 
. 
 
6a.Secagem: em geral = estufas elétricas a T 
menores que 130 oC (após a filtração em funil 
de vidro simples ou a vácuo). 
 
 
 
6b. Calcinação: cadinho de porcelana = em muflas 
= T inicial  300 oC = completa queima do papel-
filtro (teor de cinzas menor que o erro da balança) 
= ajuste da T (800 – 1200 oC) = permanecer por 1 
hora = retirar da estufa = dessecador até T 
ambiente. 
 
 
 
 
 
Cadinho de porcelana 
 
6. Secagem: cuidadosaos armazenar a amostra 
seca 
 
 
 
 
 
7.Determinação da massa (“pesagem”): 
 Corresponde à etapa final na qual se 
determina a massa do produto final obtido 
após a realização de todas as etapas anteriores 
da análise gravimétrica. É realizada em balança 
analítica (quatro ou cinco casas decimais). 
 
Observar condições ideais: ambiente sem 
vibrações e T e umidade controladas 
 
 
 
 
 
7.Determinação da massa (“pesagem”): 
 
 
 
Análise gravimétrica: Vantagens 
 
a) as operações unitárias utilizadas no 
procedimento gravimétrico são de fácil 
execução e de boa reprodutibilidade; não 
precisa de etapas de calibração como acontece 
em equipamentos eletrônicos; 
 
b) usam-se equipamentos simples e de baixo 
custo, como béquer, funil de vidro, cadinho de 
porcelana, bico de Bunsen, mufla, estufa, 
balança analítica, etc. 
 
Análise gravimétrica: 
 
Desvantagens 
 
a) Tempo (longo); 
b) Várias etapas de execução = propagação de 
erros 
c) Análise de traços e micro-traços (ppm, ppb) 
Exercícios:Roteiro de Estudos – Prof Marco R Marcomini 
 
A lista completa com os exercícios de Analítica II encontra-
se disponível na central do aluno 
20. Para determinar a quantidade de ácido 
sulfúrico presente numa amostra de ácido de 
bateria comercial, uma amostra de 2,50 mL de 
ácido de bateria foi diluída a 25,00 mL e tratada 
com cloreto de bário até toda a precipitação de 
sulfato de bário. O sólido formado foi filtrado, 
lavado e seco em estufa por quatro horas para 
remoção de toda a água. A massa de sulfato de 
bário obtida foi 5,148 g. Calcule a massa de ácido 
sulfúrico presente na alíquota de 2,50 mL e a 
concentração em mol L-1 do ácido sulfúrico na 
solução de ácido de bateria 
21. Uma amostra de 100,0 mL de solução contém íons 
cloreto na forma de cloreto de potássio. Os íons cloreto 
foram precipitados na forma de cloreto de prata, através 
da adição de nitrato de prata. O sólido formado foi 
filtrado e seco em estufa por cinco horas para a remoção 
de toda a água. A massa de cloreto de prata obtida foi 
0,1562 g. Escreva a equação da reação e determine: 
a) A massa de cloreto presente na amostra; 
b) A massa de cloreto de potássio presente na 
amostra; 
c) A concentração em mol L-1 de cloreto de potássio na 
amostra. 
22. Uma amostra de 100,0 mL de solução contém íons 
brometo na forma de brometo de sódio. Os íons brometo 
foram precipitados na forma de brometo de prata, através 
da adição de nitrato de prata. O sólido formado foi 
filtrado e seco em estufa por 5 horas para a remoção de 
toda a água. A massa de brometo de prata obtida foi 
0,2510 g. Escreva a equação da reação e determine: 
a) A massa de brometo presente na amostra; 
b) A massa de brometo de sódio presente na amostra; 
c) A concentração em mol L-1 de brometo de sódio na 
amostra.