Gravimetria - Aula

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MÉTODOS GRAVIMÉTRICOS 
DE ANÁLISE 
IC 611 – Química Analítica Experimental II 
Professor: Flávio Couto Cordeiro 
IC 611 – Química Analítica Experimental II 
Métodos Gravimétricos 
São métodos analíticos quantitativos que se baseiam na 
determinação da massa de um composto puro ao qual o analito 
está quimicamente relacionado. 
• Gravimetria por precipitação; 
• Gravimetria de volatilização; 
• Eletrogravimetria; 
• Titulação gravimétrica; 
• Espectrometria de massas. 
Vários métodos analíticos baseiam-se em medidas de massa: 
IC 611 – Química Analítica Experimental II 
O precipitado deve ser separado facilmente 
da solução por filtração e poder ser lavado 
para a eliminação completa das impurezas 
solúveis. 
- O precipitado deve poder ser convertido em 
uma substância pura de composição química 
definida. 
o precipitado deve ser insolúvel o bastante 
para que não ocorra perdas por filtração 
Pré-requisitos para que a análise gravimétrica ocorra com exatidão: 
a quantidade de analito em solução não deve exceder 0,1 mg (limite de detecção da balança analítica) 
Não reativo com os 
constituintes da 
atmosfera 
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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. 
Na etapa de secagem, o precipitado 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. 
Gravimetria por precipitação 
Vantagens da Gravimetria por Precipitação 
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Desvantagens da Gravimetria por Precipitação 
 Sujeito a erros acumulativos. 
 Longo tempo de execução e várias etapas. 
 Pouca praticidade. 
 Necessidade de reagentes precipitantes determinados. 
 A exatidão dos resultados é limitada. 
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Conhecimento prévio do tipo de precipitado que será obtido 
(tempo de digestão e filtração) 
 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. 
IC 611 – Química Analítica Experimental II Mecanismo de Formação do Precipitado 
IC 611 – Química Analítica Experimental II 
IC 611 – Química Analítica Experimental II Mecanismo de Formação do Precipitado 
Crescimento da partícula 
 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. 
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 
Nucleação 
Os núcleos são 
instáveis e crescem 
até atingirem o 
tamanho de 
partículas coloidais. 
Estes núcleos também 
podem ser formados sobre a 
superfície de um sólido 
contaminante suspenso, 
como partículas de sujeira 
(nucleação heterogênea) 
Alguns íons (ou moléculas) 
juntam-se aleatoriamente 
formando pequenos 
agregados (nucleação 
homogênea). 
• Nucleação homogênea 
– em que ocorre a formação de núcleos pela orientação adequadas das 
partículas. 
• Nucleação heterogênea 
– com agregação ocorrendo em torno de diminutas partículas de impurezas. 
Tipos de nucleação 
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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. 
Ideal 
A cristalização inicia-se a partir de uma solução supersaturada (aquela 
que contém mais soluto do que o que deve estar presente no equilíbrio). 
Solução menos 
supersaturada: 
maior será o 
tamanho da 
partícula 
Solução muito 
supersaturada: menor 
será o tamanho da 
partícula 
Portanto 
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Controle experimental do tamanho das partículas 
• Solubilidade do precipitado; 
• Temperatura; 
• Concentração dos reagentes; 
• Velocidade com que os reagentes são misturados. 
Variáveis experimentais: 
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O efeito líquido destas variáveis no tamanho da partícula pode ser 
estimado qualitativamente considerando a supersaturação relativa: 
equação de von Weimarn 
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As evidências experimentais indicam que o tamanho das partículas de um 
precipitado varia inversamente com a supersaturação relativa média 
durante o tempo em que o reagente está sendo introduzido. 
Assim: 
Supersaturação relativa versus taxa de 
nucleação e crescimento de partícula. 
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Técnicas que promovem o crescimento 
das partículas: 
Elevação da temperatura, para aumentar a solubilidade e, 
consequentemente, diminuir a supersaturação: 
Manter grande o volume de solução para que as concentrações do 
analito e reagente precipitante sejam baixas. 
Adição lenta do reagente precipitante, com agitação intensa, para 
evitar uma condição local de muita supersaturação, principalmente se 
a solubilidade for pequena. 
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Quando a solubilidade for 
grande, há maior chance de 
se obter um precipitado 
cristalino 
Técnicas que promovem o crescimento 
das partículas (continuação) 
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Precipitação a partir de uma solução 
homogênea 
Assim, a 
supersaturação 
relativa é mantida 
baixa durante toda 
a precipitação 
Excessos localizados do 
reagente não ocorrem porque 
o agente precipitante é gerado 
gradativa e homogeneamente 
na solução e reage 
imediatamente com o analito 
É uma técnica onde o 
agente precipitante é 
gerado em uma solução 
contendo o analito 
através de uma reação 
química lenta 
Em geral, os precipitados 
homogeneamente formados, tanto 
coloidais como cristalinos, são 
mais adequados para análise 
gravimétrica do que os formados 
pela adição direta do reagente 
precipitante. 
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Exemplo de reagentes que Promovem 
Precipitação Homogênea 
IC 611 – Química Analítica Experimental II Suspensões coloidais 
O precipitado permanece suspenso na solução 
devido a repulsões elétricas entre as partículas 
que impedem a aglomeração 
As forças repulsivas surgem quando cátions (ou 
ânions) são adsorvidos à superfície das partículas 
formando uma dupla camada elétrica: 
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Isto pode ser obtido por um processo chamado coagulação (ou 
aglomeração). 
Neste processo a adsorção pode ser diminuída por aquecimento ou pela 
adição de um eletrólito adequado 
As suspensões coloidais podem ser utilizadas para análise gravimétrica 
desde que suas partículas sejam convertidas em uma massa amorfa que 
possa ser filtrada. 
Para coagularem, as partículas precisam se colidir mas as atmosferasiônicas 
das partículas coloidais (camada do contra-íon), carregadas negativamente, 
repelem-se entre si. 
1) Adição de um eletrólito inerte: 
um aumento na concentração dos 
íons responsáveis pela 2ª camada de 
adsorção favorece a aproximação das 
partículas e permite a coagulação do 
precipitado. 
2) Aquecimento da solução: 
diminui o número de íons adsorvidos e 
também aumenta a energia cinética 
das partículas o suficiente para que 
possam sobrepor a repulsão 
eletrostática. 
A coagulação pode ser induzida de duas maneiras: 
Suspensões coloidais (continuação) 
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Peptização 
Suspensões coloidais (continuação) 
Em um precipitado coagulado, as 
partículas são unidas por forças de 
coesão relativamente fracas e se o 
aglomerado for lavado de maneira 
inadequada, as partículas se dispersarão 
novamente para a forma coloidal 
Um precipitado coagulado 
precisa ser lavado com 
soluções aquecidas e na 
presença de um eletrólito 
volátil (que possa ser 
removido durante a secagem) 
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Processos que podem melhorar as características dos 
Precipitados Cristalinos e Coloidais: 
Digestão 
Digestão 
Envelhecimento 
Lavagem com 
eletrólito Reprecipitação 
É o aquecimento do 
precipitado em 
contato com a 
água-mãe 
durante um 
determinado tempo 
antes da filtragem. 
Este tratamento 
promove uma 
recristalização lenta, 
que resulta: 
formação de 
partículas maiores 
íons melhor 
arranjados dentro 
dos cristais; 
diminuição da 
adsorção superficial 
e inclusão de 
impurezas; 
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Envelhecimento 
O precipitado é 
deixado em repouso 
na presença da 
solução-mãe, 
durante um 
determinado tempo, 
antes de 
ser filtrado. 
Neste tempo 
(envelhecimento) 
ocorrem 
transformações 
irreversíveis no 
precipitado: 
Partículas pequenas 
são dissolvidas e 
novamente 
precipitadas sobre a 
superfície dos 
cristais maiores; 
Material dos vértices e arestas do 
cristal, em partículas imperfeitas 
e floculosas, são dissolvidas e 
depositadas sobre a superfície do 
cristal, tornando-o mais perfeito 
e compacto 
Lavagem com 
eletrólito 
Amadurecimento de Ostwald 
Reprecipitação dissolução do sólido formado, seguida 
de nova precipitação 
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Contaminação dos precipitados 
Os precipitados podem arrastar da 
solução outros constituintes solúveis que 
nem sempre são removidos pela simples 
lavagem do precipitado, dando origem a 
uma contaminação. 
Em análise gravimétrica, 
estas contaminações são 
a maior fonte de erros 
A co-precipitação é um processo no qual substâncias 
solúveis estranhas são removidas da solução por um 
precipitado, durante sua formação. 
1) Por formação de solução 
sólida (inclusão ou oclusão): 
as impurezas encontram-se 
absorvidas, dentro do cristal 
2) Por adsorção superficial: as 
impurezas encontram-se 
adsorvidas à superfície do cristal. 
A co-precipitação pode acontecer de duas maneiras: 
Estas impurezas podem ocasionar: 
Co-precipitação e Pós precipitação 
Contaminação dos precipitados 
(continuação) 
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Co-precipitação 
Adsorção superficial 
É mais comum em 
precipitados coloidais 
devido à maior área 
superficial, mas 
também ocorre em 
sólidos 
cristalinos. 
O íon contaminante 
adsorvido na 
superfície do colóide 
e o seu contra-íon 
de carga oposta na 
solução adjacente à 
partícula são 
arrastados na forma 
de um 
contaminante 
superficial. 
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Contaminação dos precipitados 
(continuação) 
Co-precipitação 
Formação de solução sólida: inclusão 
Um íon contaminante 
substitui um íon na 
rede cristalina do 
precipitado 
É mais provável quando o íon 
da impureza tem tamanho e 
carga semelhante ao de um 
dos íons do produto. 
Ocorre tanto para 
colóides quanto 
para cristais 
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Formação de solução sólida: oclusão 
O contaminante fica preso dentro do 
precipitado conforme ele é formado 
durante um crescimento rápido 
do cristal. 
A oclusão pode ser formadas de duas maneiras, à medida em que as partículas 
crescem: 
Contaminação dos precipitados 
(continuação) 
Co-precipitação 
Ocorre somente 
para precipitados 
cristalinos. 
Algumas vezes, quando o precipitado principal é deixado em repouso 
em contato com a água mãe, uma segunda substância pode precipitar 
lentamente por reação com o agente precipitante e depositar-se sobre 
a superfície das partículas do precipitado de interesse. 
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Contaminação dos precipitados 
(continuação) 
Pós precipitação 
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Gravimetria por precipitação - Aplicação 
Exemplo de aplicação: análise 
quantitativa (e quali) de 
cátions e ânions inorgânicos. 
A gravimetria por precipitação, apesar de não ser 
mais tão utilizada, ainda fornece uma maneira 
confiável para testar a exatidão de outros 
métodos de análise ou para verificar a 
composição de materiais padrão de referência; 
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Reagentes para 
precipitação 
de Cátions 
Reagentes para 
precipitação 
de Ânions 
IC 611 – Química Analítica Experimental II Reagentes Seletivos Orgânicos 
mais comumente usados 
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Procedimento de uma análise 
gravimétrica 
Deve-se observar as etapas 
sucessivas que compõem esse 
tipo de análise, a saber 
1 - Preparação da Amostra; 
2 - Preparação da Solução - Ataque da 
Amostra; 
3 - Precipitação e Digestão; 
4 - Filtração; 
5 - Lavagem; 
6 - Calcinação ou Secagem; 
7 - Pesagem; 
8 - Cálculos. 
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1. Preparação da Amostra 
A quantidade de substância utilizada numa 
análise química é de cerca de 1,000 g, 
todavia, deve-se tomar os cuidados e 
precauções necessárias para que essa 
pequena quantidade represente fielmente 
o material cuja composição se quer 
determinar. 
2. Preparação da Solução - Ataque da 
Amostra 
Para início da análise gravimétrica é 
necessário que o elemento desejado 
esteja em solução. Prepara-se, portanto, 
uma solução conveniente através de um 
tratamento químico escolhido de acordo 
com a natureza da amostra a ser 
analisada. 
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4. Filtração 
É a separação do precipitado do meio em 
que se processou sua formação. A 
maneira como é feita a filtração 
dependerá do tratamento a que o 
precipitado será submetido na secagem 
ou calcinação, conforme o caso. 
3. Digestão do precipitado 
É o tempo em que o precipitado, após ter 
sido formado, permanece em contato com 
a água-mãe. 
Processo destinado à 
obtenção de um 
precipitado constituído 
de partículas grandes, o 
mais puro possível, e de 
fácil filtração. 
Efetuada em temperatura 
elevada, é um processo de 
recristalização, no qual as 
impurezas ocluídas passam 
para a água-mãe. Em 
precipitados gelatinosos basta 
uma fervura e o mínimo tempo 
possível para a filtração. 
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5. Lavagem do Precipitado 
 
Após a filtração do precipitado, 
deve-se submetê-lo a um 
processo de lavagem para 
remover parte da água-mãe que 
nele ficou retida e eliminar as 
impurezas solúveis e não 
voláteis. 
6. Calcinação ou Secagem 
Após a filtração e a lavagem, o precipitado deve ser secado 
ou calcinado para depois ser pesado. 
A calcinação, feita em temperatura acima 
de 250 oC, é procedida quando for 
necessáriauma temperatura maior para 
eliminação da água residual de lavagem, 
ou quando se quer proceder a uma 
transformação química no precipitado para 
uma forma bem definida., que será 
utilizada na pesagem. Para transformar 
Fe(OH)3 em Fe2O3 necessita de 
temperatura igual a 1000 oC. 
A secagem, feita a um temperatura 
de 250 oC, é utilizada 
simplesmente para retirada de 
água de lavagem residual, e o 
precipitado é pesado sob a forma 
obtida na precipitação. Essa 
secagem é feita em estufa elétrica 
regulada a 110 oC. 
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7. Pesagem 
Resfriamento da 
amostra 
8. Cálculos 
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Parte Experimental: 
Determinação de Sulfato com Cloreto de Bário como agente 
precipitante 
Ba+2 + SO4
-2 BaSO4 (s) 
 
~0,3g de amostra sólida de Na2SO4 
Massa exata 
 
Dissolver o sólido em cerca de 25mL de H2O 
destilada e 0,3-0,6 HCl conc. 
 
Dilua essa solução a 200-225mL 
 
Aqueça a solução à ebulição 
 
Adicione gota a gota com auxílio de uma bureta ou 
pipeta solução de BaCl2 . H2O 5%m/v aquecida 
 
Agite a solução constantemente 
 
 
Deixe o ppt depositar durante 1-2 minutos 
 
Teste o líquido sobrenadante com BaCl2 para 
verificar se a pptação foi completa. 
 
Caso ainda ocorra a formação de ppt adicione 
lentamente + 3mL de reagente pptante. 
 
Espere depositar novamente e teste 
 
Deixar em banho maria por uma hora mantendo 
o béquer tampado com vidro de relógio 
 
Deixar em repouso por 12 horas p/digestão do 
ppt 
PROCEDIMENTO 
8. Cálculos 
CÁLCULO NA ANÁLISE GRAVIMÉTRICA 
A análise gravimétrica envolve duas medidas de massa, a pesagem da amostra 
tomada para análise e a pesagem de uma substância de composição química 
definida derivada do constituinte desejado, ou seja, do analito. 
A porcentagem em massa de um constituinte ou analito na amostra é dada 
por: 
Quando o constituinte não é pesado na forma química em que o resultado será 
expresso, é necessário utilizar o fator gravimétrico ou o fator de conversão 
para a forma química desejada. 
É a razão entre a massa atômica ou massa molecular da substancia 
procurada (numerador) e a massa da substancia pesada (denominador), 
multiplicada pelo inverso da estequiometria dos compostos analisados. 
Fator Gravimétrico 
Fator gravimétrico = 
MM analito desejado
MM forma de pesagem
 x 
Estequiometria forma de pesagem
Estequiometria analito desejado
 
CÁLCULO NA ANÁLISE GRAVIMÉTRICA 
 
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