Métodos Gravimétricos de Análise

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Gravimetria
• É o processo de isolar e de pesar um elemento, ou um composto
definido de um elemento, na forma mais pura possível. O elemento ou
composto é separado de uma amostra pesada da substância sujeita à
análise.
• Compreende duas etapas de peso:
–o peso da amostra inicial;
–o peso final do precipitado puro.
• Refere-se à transformação do elemento num composto estável e puro,
que possa ser convertido, numa forma apropriada para pesagem.
• O peso do elemento pode então ser calculado facilmente a partir do
conhecimento da fórmula do composto e das massas atômicas relativas
dos elementos constituintes.
Gravimetria
Na gravimetria (também chamada
análise gravimétrica), o
constituinte desejado é separado da
amostra na forma de uma fase
pura, com composição definida,
que é então pesada. A partir da
massa desta última acha-se a massa
do constituinte através de relações
estequiométricas adequadas. A
separação pode ser efetuada por
meios diversos, precipitação
química e volatilização são um
exemplo.
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Requisitos fundamentais
• O componente desejado precisa ser precipitado
quantitativamente: a quantidade do componente desejado que
não precipita precisa ser uma fração desprezível em relação à
quantidade total original deste componente (não deve exceder o
mínimo perceptível pela balança analítica 0,1 mg);
• O precipitado precisa ser puro ou, ter seu grau de pureza
conhecido: o precipitado, no momento da sua formação, não
deve incluir quantidades significativas de outras substâncias, a
menos que estas substâncias possam ser separadas facilmente
nas etapas de lavagem e secagem;
• O precipitado precisa estar na forma física adequada para
as etapas posteriores: as partículas precisam ter um tamanho
tal que não passem através do meio filtrante.
As reações, para que possam servir para fins gravimétricos, devem
preencher certos requisitos:
• É desejável que o reagente precipitante seja tão seletivo quanto
possível nas condições de precipitação da espécie de interesse;
• O precipitado gravimétrico deve ser tão pouco solúvel nas condições
em que se origina e depois durante a lavagem, que as perdas por
solubilidade não afetem seriamente o resultado da análise;
• O precipitado deve ser facilmente separável da fase líquida por meio
de técnicas usuais de filtração, através de papel ou cadinhos filtrantes,
bem como deve ser facilmente lavável;
• Finalmente, o precipitado formado deve ser ele próprio uma forma de
pesagem adequada ou, então, deverá ser facilmente convertido em um
composto de composição conhecida.
Requisitos fundamentais
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As formas de pesagem por sua vez, também precisam atender certos
requisitos:
•A característica essencial de uma forma de pesagem é possuir uma
composição química perfeitamente definida;
•A forma de pesagem não deve ser inconvenientemente higroscópica;
•A conversão do precipitado, na forma de pesagem, deve ser efetuada
sem controle rígido de temperatura, ou seja, a forma de pesagem
deve suportar altas temperaturas;
Requisitos fundamentais
Requisitos Fundamentais
• Uma pequena quantidade do constituinte a determinar deve
originar quantidade relativamente grande da forma de pesagem,
pois, tanto mais sensível será o método quanto menor a razão
entre a massa do constituinte e a massa da forma de pesagem.
Fe3+
Fe(OH)3
Fe2O3
Precipitação
Calcinação
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Métodos gravimétricos de análise
Ag+(aq) + Cl -(aq) → AgCl(s)
1) Gravimetria por precipitação
Na gravimétrica por precipitação a substância a ser analisada
(analito) é convertida em um precipitado insolúvel, que é
isolado e pesado.
Exemplo: na determinação de Cl- pela precipitação com Ag+, o
peso do AgCl formado nos indica a quantidade de Cl-
originalmente presente.
2) Gravimetria por volatilização
O analito é isolado dos outros constituintes da amostra por
conversão a um gás de composição química conhecida. A
massa desse gás serve como uma medida da concentração do
analito.
Exemplo: determinação da quantidade de bicarbonato de sódio
em comprimidos de antiácidos. Uma massa de amostra de
comprimidos finamente triturados é tratada com ácido sulfúrico
diluído para converter o bicarbonato de sódio em dióxido de
carbono, que é captado por uma substância absorvente.
Métodos gravimétricos de análise
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2) Gravimetria por volatilização
Métodos gravimétricos de análise
2) Gravimetria por volatilização
Reações envolvidas:
a) Formação do dióxido de carbono:
b) Absorção do CO2:
Métodos gravimétricos de análise
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3) Eletrogravimetria
O analito é separado pela deposição em um eletrodo por meio
do uso de uma corrente elétrica, e a massa desse produto
fornece uma medida da concentração do analito.
Exemplo: A determinação da concentração de cobre em uma
amostra pode ser determinada através de uma eletrólise aquosa
da mesma, com posterior precipitação de cobre metálico no
catodo.
Métodos gravimétricos de análise
3) Eletrogravimetria
Métodos gravimétricos de análise
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3) Eletrogravimetria
Métodos gravimétricos de análise
Operações utilizadas na análise 
gravimétrica
Técnicas de precipitação:
1. A precipitação deve ser feita em solução diluída, levando-se
em conta a solubilidade do precipitado, o tempo necessário
para a filtração e, também, as operações com o filtrado.
2. Os reagentes devem ser misturados lentamente, para reduzir a
supersaturação e facilitar o crescimento dos cristais.
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Operações utilizadas na análise 
gravimétrica
Técnicas de precipitação:
3. Se a solubilidade e a estabilidade permitirem, a precipitação
deve ser feita à quente. Isto favorece o aumento da velocidade
de cristalização, permitindo a obtenção de cristais mais
perfeitos.
4. O tempo de digestão dos precipitados cristalinos deve ser o
maior possível.
5. O precipitado deve ser lavado com solução de um eletrólito
apropriado.
Etapas de uma análise gravimétrica
1. Preparo da solução;
2. Precipitação;
3. Digestão;
4. Filtração;
5. Lavagem do precipitado;
6. Secagem ou calcinação;
7. Pesagem.
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Preparo da solução
Para iniciar uma análise gravimétrica é necessário que o elemento 
desejado esteja em solução:
• Solubilização com água: Ex: NaCl;
• Solubilização com ácido clorídrico: Ex: CaCO3 e Fe2O3;
• Solubilização com ácido nítrico: Ex: CuO, cobre metálico e prata
metálica;
• Solubilização com água-régia: Ex: ouro, prata, platina e paládio;
• Solubilização com ácido fluorídrico: Ex: solubilização de silicatos
e areia;
• Abertura por fusão com carbonato de sódio anidro: Ex: análise de
argila;
• Abertura por fusão com peróxido de sódio e hidróxido de sódio:
Ex: tratamento de cromita (óxido de cromo);
• Abertura por fusão com pirossulfato de potássio: Ex: tratamento de
rutilo (óxido de titânio).
Precipitação
O elemento a ser dosado é separado da solução através da formação
de um precipitado convenientemente escolhido em cada caso.
Deve-se levar em conta vários fatores para a escolha do reagente
precipitante:
• Solubilidade: o reagente precipitante deve conduzir a formação de
um precipitado quantitativamente insolúvel. Deve-se usar excesso
do reagente, pois o efeito do íon comum diminui a solubilidade do
precipitado;
• Características físicas: é importante o conhecimento prévio do tipo
de precipitado que será obtido, pois disto depende o tipo de
filtração a ser empregado na separação do precipitado;
• Pureza: deve-se procurar obter um precipitado o mais puro possível
e para isso tomam-se algumas precauções quanto aos reagentes
empregados, não só em relação à pureza dos mesmos como também
a velocidade de sua adição.
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Fatores que influenciam o tamanho das 
partículas nos precipitados
• A partícula não pode estar na forma coloidal (10-7 a 10-4 cm de
diâmetro);
• O tamanho da partícula do precipitado é influenciado por
variáveis experimentaiscomo: solubilidade, temperatura,
concentrações dos reagentes e a velocidade com que são
misturados;
• O efeito dessas variáveis pode ser estimado qualitativamente
através da supersaturação relativa:
Fatores que influenciam o tamanho das 
partículas nos precipitados
• As reações de precipitação são, geralmente, lentas;
• Além disso, mesmo quando um reagente precipitante é adicionado
gota a gota a uma solução contendo um analito, alguma
supersaturação sempre ocorre.;
• O tamanho das partículas de um precipitado varia inversamente
com a supersaturação relativa durante o tempo em que o reagente
está sendo introduzido.
• Assim, quando (Q S)/S é grande, o precipitado tende a ser
coloidal; quando (Q S)/S é pequeno, a formação de um sólido
cristalino é mais provável.
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Formação dos precipitados
• Nucleação: processo que envolve um número mínimo de átomos,
íons ou moléculas que se juntam para formar um sólido estável.
Os núcleos iniciadores do processo podem ser cristais do analito
ou ainda contaminantes sólidos em suspensão;
• Crescimento da partícula: Processo de precipitação que envolve
uma competição entre a nucleação adicional e o crescimento dos
núcleos existentes;
• Se a nucleação predomina, o resultado é um precipitando
contendo um grande número de pequenas partículas; se o
crescimento predomina, um número pequeno de partículas
grandes é produzido.
Controle do tamanho das partículas
• Aumento da temperatura (aumento da solubilidade);
• Utilização de soluções diluídas (para minimizar Q);
• Adição lenta do reagente precipitante (minimizar Q);
• Controle do pH (Ex.: solubilização de oxalato de cálcio em pH
levemente ácido, com posterior adição lenta de amônia);
• No caso de precipitados coloidais (Fe(OH)3, Al(OH)3, Cr(OH)3):
Coagulação (Aglomeração das partículas individuais do pptado
coloidal), através do aquecimento, da agitação e da adição de um
eletrólito.
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Digestão
• É o processo no qual o precipitado, após ter sido formado,
permanece em contato com o meio de precipitação (água-mãe).
• O objetivo é de se obter um precipitado constituído de
partículas grandes, facilmente filtráveis e o mais puro possível.
• A filtrabilidade de um colóide coagulado freqüentemente
melhora deixando-o descansar por uma hora ou mais em
contato com a solução a partir da qual foi formado.
• A necessidade de um tempo de digestão pode ser determinada
pelo conhecimento das características físicas e da solubilidade
do precipitado a ser formado.
Co-precipitação
• É o um processo no qual os compostos normalmente solúveis
são removidos da solução por um precipitado.
• Tipos de co-precipitação:
a) Adsorção superficial – um composto normalmente solúvel é
removido da solução sobre a superfície de um colóide
coagulado. Nesse caso, a lavagem do precipitado com um
eletrólito volátil, além do processo de digestão, resolvem o
problema.
b) Formação de cristal misto – um íon contaminante substitui um
íon no retículo de um cristal (Ex.: contaminação de PbSO4 em
um precipitado de BaSO4). Nesse caso, a solução é a
substituição do agente precipitante.
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Co-precipitação
c) Oclusão – É um tipo de co-precipitação onde o composto é
aprisionado durante o crescimento rápido do cristal. Como a
supersaturação diminui com o progresso da precipitação, a
oclusão acontece nos primeiros cristais formados. Nesse caso,
a adição lenta do reagente precipitante, além do processo de
digestão, resolvem o problema.
d) Aprisionamento mecânico – É quando uma pequena parte da
solução é aprisionada em um invólucro formado durante a
etapa de crescimento. Assim como na oclusão, é recomendado
a adição lenta do reagente precipitante para a solução do
problema, além do processo de digestão.
• É o processo de separação do precipitado do meio em que se processou a sua
formação. A maneira como é feita a filtração dependerá do tratamento a que o
precipitado será submetido na secagem (ou calcinação):
• Para secagem em estufa, é necessário que a filtração seja feita em Gooch de vidro
ou de porcelana com fundo poroso ou então com Gooch de porcelana com o fundo
perfurado, dotado de uma camada de amianto como material filtrante.
• Quando o precipitado deve ser calcinado em temperaturas elevadas , procede-se a
filtração através do papel de filtro, desde que o precipitado não seja facilmente
suscetível a uma redução pelo carvão proveniente da calcinação do papel. O papel
de filtro utilizado em análise quantitativa apresenta resíduo de cinzas constante
após a calcinação.
Filtração
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Tipos de funis empregados em filtração
Funil de colo curto
Funil de Büchner
Funil para uso de filtros endurecidos
Dobradura do papel de filtro
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Dobradura do papel de filtro
Dobradura do papel de filtro
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Adaptação do papel de filtro ao funil
Adaptação do papel de filtro ao funil
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A filtração é feita por gravidade
• A filtração é feita transferindo-se
primeiramente o líquido sobrenadante e
em seguida o precipitado.
• A transferência é feita com o auxílio de
um bastão de vidro, recolhendo-se o
filtrado em um béquer. A extremidade
inferior da haste do funil deve ser
encostada na parede interna do béquer
usado no recolhimento do filtrado.
• Não se deve deixar o precipitado secar no
filtro durante a filtração, pois poderão
formar canaletas na massa do precipitado,
que poderá provocar uma lavagem
deficiente do mesmo.
Transferência do precipitado para o papel de filtro
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Lavagem
• Realizada após a filtração.
• Remove-se parte da água-mãe que ficou nele retida e eliminam-se as
impurezas solúveis e não voláteis na temperatura de secagem ou
calcinação a que o precipitado será submetido.
• O líquido de lavagem deve ser aplicado em pequenas porções.
• Para reduzir a solubilidade do precipitado, deve-se ter como eletrólito
um íon comum e, se possível, o líquido de lavagem deve ser usado a
quente.
Secagem ou Calcinação
Após a filtração e a lavagem do precipitado, este deve ser seco
ou calcinado antes de ser pesado:
Secagem:
• Feita em temperatura abaixo de 250ºC, é utilizada para remoção
de água de lavagem residual, e o precipitado é pesado sob a
forma obtida na precipitação.
• A secagem é feita em estufa elétrica, na maioria das vezes
regulada em 110ºC.
Calcinação:
• Feita a temperatura acima de 250ºC, é procedida quando for
necessário uma temperatura elevada para a eliminação da
solução residual de lavagem, ou quando se requer uma alta
temperatura para que ocorra uma transformação do precipitado.
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Transferência do papel de filtro para o cadinho
• Para que a calcinação seja bem feita, o papel
de filtro deve ser convenientemente dobrado e
colocado em um cadinho de porcelana.
•O cadinho é então colocado na mufla e deixa-
se a temperatura subir até cerca de 300ºC, onde
deverá permanecer até a completa queima do
papel de filtro.
Secagem ou Calcinação
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Secagem ou Calcinação
Pesagem
É a etapa final da análise gravimétrica.
A pesagem é feita através de uma
balança analítica colocada em cima de
uma mesa bastante sólida, para evitar
vibrações que provocariam erros de
medida.
O ambiente deverá ter temperatura e
umidade controladas para num local
sem incidência de correntes de vento.
Antes da pesagem os cadinhos são
resfriados em ambiente isento de
umidade.
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Cálculos envolvendo gravimetria
• Cálculo de água de hidratação:
Ex. 1: 5,000 g de cloreto de cobre hidratado são colocados na estufa à 100oC
em um cadinho de porcelana até peso constante. Sabendo que a massa do
cadinho é de 191,05 g e a massa do cadinho mais o sal desidratado é de
194,90 g, determine o grau de hidratação do sal.
Resolução:
������ = ���	
��
+��� −���	
��
 = 194,90 − 191,05	 ∴ ������ = �, !	"
CuCl2 . x H2O CuCl2 + x H2O
(134,45 + 18,02 x) g 134,45 g
5,000 g 3,850 g
x = 2,23Cálculos envolvendo gravimetria
• Fator gravimétrico: é a relação estequiométrica entre a
composição do analito e a composição da substância precipitada :
• Ex. 1: fator gravimétrico do enxofre pesado como BaSO4:
• Ex. 2: fator gravimétrico do fósforo pesado como Mg2P2O7:
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Cálculos envolvendo gravimetria
Resolução:
0,0809 g Ca --------------- 200,00 mL solução
%Ca --------------- 100,00 mL solução
%Ca = 0,4045 g Ca em 100,00 mL solução
Cálculos envolvendo gravimetria
Resolução:
1,1324 g minério --------------- 100 %
0,3773 g minério --------------- %Fe
%Fe = 33,32 %
a)
Aplicando o mesmo para a letra b), temos → %Fe3O4 = 46,04 %