2ª AULA GRAVIMETRIA 03 03 16

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Professor: José Wanderlan Pontes 
Faculdade Estácio do Recife 
Curso de Farmácia 
Disciplina: Química Analítica Quantitativa 
Recife, 2015 
Analito: separado de uma amostra 
Isolamento e na pesagem direta 
de uma espécie química que se 
deseja quantificar na amostra, 
sob a forma de um composto de 
composição química conhecida, 
na forma mais pura e estável 
possível 
 Gravimetria de volatilização: analito é isolado dos outros 
constituintes da amostra pela conversão a um gás de 
composição química conhecida 
 
 Gravimetria por precipitação: analito é separado de uma 
solução da amostra como um precipitado e é convertido a 
uma espécie de composição conhecida que pode ser 
pesada 
 
 Eletrogravimetria: analito é separado pela deposição em 
um eletrodo por meio de uma corrente elétrica 
 
 Termogravimetria: mede a variação de massa da amostra 
em relação a temperatura e/ou tempo enquanto é 
submetido a uma programação controlada 
 
Vantagens 
a. Exata e precisa 
b. Fácil de controlar as possíveis fontes de erro 
c. Não há necessidade de calibração – medição direta 
d. Determinações realizadas com aparelhos relativamente 
baratos (mufla e cadinho de Alumina – mais caros) 
 
Desvantagens 
 Precipitação descontrolada 
 
A massa do analito pode ser calculado a partir 
da fórmula química do composto obtido e das massas atômicas dos 
elementos que constituem o composto pesado 
 quantifica um ou mais componentes voláteis 
existentes na amostra 
 
 
 
 
 Exemplos 
◦ Água num material 
◦ Resíduo de solvente em material sintetizado 
◦ Composto que libera componente volátil 
material 
aquecimento 
Material 
decomposto 
+ Material 
volatilizado 
 Volatilização de algum dos componentes 
induzida por reação química 
◦ Exemplo: Determinação de bicarbonato de sódio 
(NaHCO3) em pastilhas de anti-ácido 
NaHCO3 (aq) + H2SO4 (aq)  CO2 (g) + H2O (l) + NaHSO4 (aq) 
Água essencial 
Compõem a estrutura 
cristalina do sólido 
Água hidratação 
CaC2O4.2H2O; BaCl2.2H2O. 
Água composição 
2KHSO4(s) + calor  K2S2O7(s) + H2O(g) 
Ca(OH)2(s) + calor  CaO(s) + H2O(g) 
Água não-essencial 
consequência de forças 
físicas (não-estequiométrica) 
Água adsorvida 
Água absorvida 
Água oclusa 
 Aquecimento em muflas ou fornos 
 
 
◦ Em torno de 100ºC 
◦ Exceção: próximo a 500ºC 
 
 
 
 
◦ >100ºC (> 2h) 
Água não-essencial 
Água essencial 
 ETAPAS 
 
1. Preparo da solução 
2. Precipitação 
3. Digestão 
4. Filtração 
5. Lavagem 
6. Secagem ou calcinação 
7. Pesagem 
 
cadinho 
filtração 
mufla 
Composto conhecido 
estável, puro Solução c/ 
analito 
Adição de agente 
precipitante 
precipitação 
 Ácido fluorídrico: solução comercial a 27 M (48% HF). Encontra 
aplicação sobretudo na decomposição de rochas e minerais à 
base de silicatos. 
 Ácido clorídrico: solução comercial 12 M (37% HCl)Usado para 
metais e óxidos metálicos. 
 Ácido sulfúrico: solução comercial a 18M (96% em H2SO4). 
Diluído atua como solução de um ácido não oxidante. 
 Ácido perclórico: solução comercial 11,6 M (ca. 70% HClO4). 
Poderoso agente oxidante, capaz de atacar ligas de ferro e aços 
inoxidáveis que resistem a outros ácidos minerais. 
 Ácido Nítrico: reagente comercial a 15,7 M (70% HNO3). Este 
ácido concentrado dissolve a quente todos os metais comuns, 
salvo Al e Cr. 
 Misturas ácidas oxidantes: a água régia é uma mistura de HCl 
concentrado (3 volumes) e HNO3 concentrado (1 volume). Outras 
misturas ácidas oxidantes são obtidas por adição de clorato de 
potássio, bromo ou peróxido de hidrogênio a HCl ou HNO3. 
 
 Praticamente insolúvel e total 
precipitação 
◦ Analito em solução < 0,1mg 
 Facilmente filtrável 
◦ papel de filtro de três porosidades: 8 µm 
(Faixa azul); 25 µm (faixa branca) e 28 µm 
(faixa preta). 
 Capacidade de conversão a uma 
substância pura e estável 
 Composição conhecida 
 
Agente precipitante Elementos precipitados 
NH3(aq) Be(BeO); Al(Al2O3); Sc(Sc2O3); Cr(Cr2O3); Fe(Fe2O3); etc 
H2S(g) Cu(CuS); Zn(ZnO ou ZnSO4); Sn(SnO2); Bi(Bi2S3), etc 
(NH4)2S Hg(HgS); Co(Co3O4) 
(NH4)2HPO4 Mg(Mg2P2O7); Al(AlPO4), Mn(Mn2P2O7); etc 
H2SO4 Li, Mn, Sr, Pb, Cd, Ba (todos como sulfatos) 
H2PtCl6 K(K2PtCl6 ou Pt); Rb(Rb2PtCl6); etc 
H2C2O4 Ca(CaO); Sr(SrO); Th(ThO2). 
(NH4)2MoO4 Bi(Bi2O3) 
AgNO3 Cl(AgCl); Br(AgBr); I(AgI). 
HCl Ag(AgCl); Hg(Hg2Cl2); Si(SiO2), etc 
NH4SCN Cu[Cu2(SCN)2] 
HNO3 Sn(SnO2) 
NaCl, Pb(NO3)2 F(PbClF) 
MgCl2, NH4Cl PO4
3-(Mg2P2O7) 
BaCl2 SO4
2-(BaSO4) 
NaHCO3 Ru, Os, I (pptdos como óxidos hidratados 
 A cristalização ocorre em duas 
fases: 
 
 Nucleação: as moléculas 
caminham juntas de forma 
aleatórias e formam pequenos 
agregados. 
 
 Desenvolvimento da partícula: 
envolve a adição de mais 
moléculas ao núcleo para formar 
um cristal 
 Supersaturação x nucleação 
 
 Quando uma solução contém mais soluto do que pode 
estar presente no equilíbrio, a solução é dita 
supersaturada. 
 A nucleação é mais rápida do que o desenvolvimento 
da partícula numa solução altamente supersaturada. 
 O resultado é uma suspensão de partículas 
pequeninas, ou pior um colóide ( partículas na faixa e 
1 a 100 nm). 
 
 Numa solução menos supersaturada a nucleação é 
mais lenta e o núcleo tem uma chance de se 
desenvolver em partículas maiores, mais tratáveis 
 A supersaturação tende a diminuir o tamanho das 
partículas de um precipitado. 
 Fatores que controlam o desenvolvimento das 
partículas: 
 
 Amadurecimento de Ostwald - partículas menores são 
dissolvidas e reprecipitadas sobre as maiores. 
 
 Coalescência ou floculação - ocorre em partículas coloidais. 
O crescimento das partículas (por amadurecimento de 
Ostwald) pode levar ao fato das forças de Van der Waals 
superarem a repulsão de carga e elas coalescem, juntando-se 
umas às outras e precipitando na forma de partículas 
maiores. 
 
 
 Adsorção: Ex oxalato de cálcio 
 
 Có-precipitação: Ex: có-precipitação de CdS e ZnS (isomórficos) 
 
 n(Cd2+) + n(S2-) Cd(n-x)ZnxSn 
 
 Pós-precipitação: a permanência do precipitado na solução de 
origem por um longo período de tempo pode levar à substituição 
dos íons na camada externa por íons contaminantes. 
 
 Ex: nBa2+(aq) + nSO4
2-(aq)  nBaSO4(s) 
 nBaSO4(s) + xPO4
2-(aq)  Ban(SO4)(n-x)(PO4)x 
 
 Oclusão: quando o crescimento de cristais é rápido e pode 
aprisionar impurezas. Este tipo de impureza não sai com 
lavagem do precipitado. 
 
 A maioria dos processos de precipitação 
necessita de um período na presença na 
água-mãe , geralmente com o aquecimento. 
 
 Promove uma lenta recristalização do 
precipitado 
 
 O tamanho da partícula aumenta e as 
impurezas tendem a ser expulsa do cristal. 
Até massa constante 
 Líquido ideal 
 
◦ Não deve ter ação solvente sobre o 
precipitado, mas dissolver facilmente as 
substâncias estranhas (contra-íons) 
 Ex: determinação CaC2O4 (sol. (NH4)2C2O4) 
◦ Não deve ter ação dispersiva sobre o 
precipitado 
◦ Não deve formar um produto volátil ou 
insolúvel com o precipitado 
◦ Deve ser facilmente volatilizado à 
temperatura de secagem do precipitado 
◦ Não deve conter qualquer substância que 
possa interferir com as determinações 
subseqüentes no filtrado. 
 
 Remove o solvente e qualquer 
espécie volátil arrastada com 
o precipitado (água 
adsorvida, água ocluída, água 
de hidratação) 
 Decomposição do sólido e 
formação de uma substância 
de composição definida 
 Incineração (200-300ºC) 
 Calcinação(Temp. 
Superiores) 
 
 Transformação química 
do salicilato de cálcio 
(CaC14H10O6.H2O) 
 
 Até T>800ºC 
◦ Amostra calcinada num 
cadinho de alumina 
(Al2O3) que suporta 
temperaturas até 1.200oC 
 Após atingir a temperatura 
ambiente é armazenada num 
dessecador contendo material 
que absorve umidade (p. Ex. 
Sílica gel ou CaCl2). 
 
 O material (cadinho contendo 
amostra) é pesado numa 
balança analítica e o resultado 
utilizado para o cálculo do teor 
do analito de interesse. 
 
 %Peso = massa do produto x FG x 100% 
 massa da amostra 
 
Onde: FG= Fator gravimétrico 
 
 
 FG = a x PM da substância procurada 
 b PM da substância pesada 
 
 
a e b são números inteiros que relacionam o numerador e o 
denominador tornando-os quimicamente equivalentes. Ex: na 
equação 
 
Na2CO3(aq)  2Na
+(aq) + CO3
2-(aq) 
 
a = 1 (índice do carbonato de sódio) e b = 2 (índice do íon sódio) na 
análise de sódio e a = 1 (Na2CO3) e b = 1 (índice do ânion carbonato) 
na análise de carbonato. 
 
 
 Um exemplo clássico de análise gravimétrica 
é a determinação de Cl- por precipitação com 
Ag+. 
 
 Ag+ + Cl-  AgCl (ppt)↓ 
 
 Onde a massa do ppt de AgCl formado é 
usado para determinar a quantidade de Cloro 
(Cl-) presente na amostra analisada. 
 
 Uma solução de 10,00 mL contendo Cl- foi 
tratada com um excesso de AgNO3 
(precipitante), formando um precipitado que 
pesou, após a etapa gravimétrica 0,4368g de 
AgCl. Determinar a concentração molar de 
Cloretos presente na amostra analisada? 
 Massa molar de AgCl = 143,32 g/mol 
 Massa molar de Cl = 35,5 g/mol 
 0,485g de uma amostra de solo contendo ferro 
(II) e (III), foi oxidada à ferro (III), sendo este 
precipitado com solução de NH4OH, formando 
um ppt de oxido de ferro hidratado 
(Fe2O3.xH2O). 
 O precipitado de oxido de ferro depois de 
filtrado, lavado e calcinado, pesou 0,248 gramas, 
com o ferro na forma de óxido (Fe2O3). 
 Qual o quantidade de ferro(III) na amostra? 
◦ MM Fe2O3 = 159,69 g/mol 
◦ MM Fe = 55,847 g/mol 
 
 É a técnica na qual a 
mudança da massa de 
uma substância é 
medida em função da 
temperatura enquanto 
esta é submetida a uma 
programação 
controlada. 
 Vantagens 
 
◦ Determinação 
quantitativa de 
espécies voláteis em 
compostos inorgânicos 
e orgânicos. Ex: água, 
solventes retidos, CO, 
CO2; 
◦ Alta precisão; 
◦ Mínimo de amostra 
necessária (~mg). 
 
M
(m
g
) 
mo 
m1 
m2 
100 200 300 400 500 600 
T(oC) 
patamar 
inflexão 
Termograma: gráfico massa x temperatura 
Termograma representativo. 
 Exemplo de curva de termogravimetria 
 Decomposição do oxalato de cálcio mono-
hidratado 
 Corrosão de materiais em várias atmosferas; 
 Destilação e evaporação de líquidos; 
 Determinação da pressão de vapor e entalpia de 
vaporização de aditivos voláteis; 
 Determinação da umidade, volatilidade, e composição 
de cinzas; 
 Estudo da cinética das reações envolvendo espécies 
voláteis; 
 Estudo da desidratação e da higroscopicidade; • 
Identificação de polímeros novos, conhecidos e 
intermediários; 
 Propriedades magnéticas como temperatura Curie, 
suscetibilidade magnética; 
 Taxas de evaporação e sublimação.