Natureza fisica dos precipitados

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A NATUREZA FÍSICA DOS PRECIPITADOS
A análise gravimétrica ou gravimetria é um método analítico quantitativo cujo processo envolve a separação e pesagem de um elemento ou um composto do elemento na forma mais pura possível. A gravimetria engloba uma variedade de técnicas, onde a maioria envolve a transformação do elemento ou composto a ser determinado num composto puro e estável e de estequiometria definida, cuja massa é utilizada para determinar a quantidade do analito original. A separação do constituinte pode ser efetuada por meios diversos: precipitação química, eletrodeposição, volatilização ou extração. Neste trabalho será discutido o método da precipitação.
A gravimetria por precipitação é uma técnica analítica quantitativa baseada em reações químicas com formação de produtos pouco solúveis. O analito é convertido numa substância pouco solúvel chamado de precipitado, em seguida é filtrado e lavado para remoção de impurezas e convertido, quando necessário, geralmente por meio de um tratamento térmico adequado, em um produto de composição química conhecida. O produto é então pesado. Inicialmente, o item em análise encontra-se em uma forma solúvel em determinado meio.
A precipitação é feita por adição de um reagente adequado à solução que contém o constituinte, formando uma substância pouco solúvel nas condições de precipitação que esta pode ser considerada completa. Esse reagente deve ser seletivo, ou seja, específico para o elemento ou substância que se deseja separar.
A análise gravimétrica compreende basicamente 3 etapas: − conversão do analito numa substância insolúvel; separação do precipitado; pesagem do precipitado. A figura a seguir mostra todas as etapas deste processo:
Figura 1- Etapas da análise gravimétrica por precipitação
Fonte: Murito e Finete,2009
Alguns fatores podem influir na solubilidade dos precipitados, como o efeito do Íon, o pH, a temperatura, o tipo de reagente e o tempo.
Um agente precipitante gravimétrico deve reagir especificamente, ou pelo menos seletivamente com o analito. Os reagentes seletivos são mais comuns e reagem com um número limitado de espécies, como por exemplo, o AgNO3 precipita em meio ácido cloreto, brometo, iodeto e tiocianato. Os reagentes específicos são raros e reagem apenas com uma única espécie química, como a dimetilglioxima reagente específico para o Ni2+ em meio básico. 
Além da especificidade e da seletividade, o reagente precipitante ideal deve reagir com o analito para formar um produto que seja:
· Facilmente filtrado e lavado para remoção de contaminantes (formar produto puro)
· De solubilidade suficientemente baixa para que não haja perda significativa do analito durante a filtração e a lavagem (precipitado obtido deve ser altamente insolúvel) 
· Não-reativo com os constituintes da atmosfera 
· De composição química conhecida após sua secagem ou, se necessário, calcinação (estável, não higroscópico, não ser volátil) 
· Reação completa nas condições de análise
· Ter aspecto e quantidade adequados para pesagem na balança analítica
Para obter bons resultados, deve-se obter um precipitado “puro” e que possa ser recuperado com alta eficiência, devendo-se ter cuidado em todas as etapas da reação, exercendo controle de parâmetros da reação de precipitação como: velocidade, temperatura e pH, de forma a obter um sólido com boas condições para filtração simples ou a vácuo. A formação dos precipitados é um processo cinético, e o controle da velocidade de formação e de outras condições, em certa extensão, permite conduzir a precipitação de maneira a separar a fase sólida desejada com as melhores características físicas possíveis.
O precipitado ideal também deve passar por um processo de envelhecimento ou digestão, que consiste em uma série de modificações estruturais, visando ao seu aperfeiçoamento. O aquecimento também é outra etapa importante, deve-se aquecer ema altas temperaturas para obtenção do produto final estável a ser pesado.
Um exemplo da aplicação da gravimetria por precipitação é a determinação de cálcio em águas minerais.. O cálcio é precipitado como oxalato, CaC2O4, pela adição de ácido oxálico: 
Ca2+ + H2C2O4 CaC2O4 + 2 H+
O precipitado de CaC2O4, insolúvel, é coletado em papel de filtro, seco, transferido para o cadinho previamente tarado, e aquecido à temperatura de 1.000°C, sendo convertido em óxido de cálcio, CaO, pela ação do oxigênio do ar:
CaC2O4 + 2 H+ + O2 CaO + 2 CO2 + H2O
Outros exemplos de gravimetria por precipitação é na Determinação de Fe (III) em minérios, onde é feito o tratamento com NH4OH; determinação de Ba2+ a partir de SO4; determinação de Cl- em água do mar com o tratamento com AgNO3.
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 peso de um constituinte ou analito na amostra é dada pela razão entre a massa do constituinte pela massa da amostra:
 x 100
Os precipitados podem ser de vários tipos:
· Precipitados cristalinos – são os mais favoráveis para fins da análise gravimétrica. As partículas do precipitado são cristais individuais bem desenvolvidos. Elas são densas e sedimentam rapidamente, são facilmente recolhidos por filtração e, em geral, não se deixam contaminar.
· Finamente cristalinos (Precipitados pulverulentos) – constituem os agregados de finos cristais. São densos e sedimentam rapidamente. Às vezes, oferecem dificuldades à filtração, pois a presença de pequenos cristais obriga ao uso de filtros com poros pequenos e de filtração lenta.
· Precipitados grumosos – resultam da floculação de colóides hidrófobos. São bastante densos, pois eles arrastam pouca água.
· Precipitados gelatinosos – resultam da floculação de colóides hidrófilos. São volumosos, tem a consistência de flocos e arrastam quantidades consideráveis de água. Oferecem dificuldades à filtração e lavagem.
O precipitado ao se formar pode arrastar da solução outros constituintes que são normalmente solúveis e que são removidos por simples lavagem do precipitado. As principais fontes de impurezas nas precipitações gravimétricas são: 
Figura 2- Principais fontes de impurezas nas precipitações gravimétricas
Fonte: Cunha, 2001
· Adsorsão: adsorsão superficial de íons comuns existentes na solução e, secundariamente, de íons estranhos.
· Oclusão: as partículas primárias adsorvem no momento de sua formação, e durante o envelhecimento, substâncias estranhas presentes na solução.
· Inclusão: um íon estranho substitui o íon do analito durante o processo de envelhecimento. O crescimento lento do cristal reduz este tipo de co-precipitação.
· Pós-precipitação: formação de uma segunda substância insolúvel num precipitado existente.
Por fim, é importante destacar que esse método apresenta algumas vantagens, pois permite exatidão elevada, utiliza instrumentação simples e barata; e é um método é absoluto e não depende de padrões. Por outro lado, apresenta algumas desvantagens, visto que os procedimentos laboratoriais são demorados, não é aplicável a análise de traços, podem acontecer erros no processo de precipitação e perdas de precipitados nas etapas de transferência, filtração, lavagem e secagem.
REFERÊNCIAS
CUNHA, R. B. Apostila de Química Analítica Quantitativa. 1° ed. Brasília: CopyMarket.com , 2001
COUTRIM, M. X. Química Analítica. Disponível em: http://professor.ufop.br/sites/default/files/mcoutrim/files/qui219_1a_aula_revisao_2016-2.pdf Acesso: 15 mar. 2020
MURITO, M. M. C; FINETE, V. de L. M. Conceitos e Métodos para a Formação de Profissionais em Laboratórios de Saúde. In:___.  Fundamentos em química experimental. São Paulo,2009
MATOS, M. A. C. Análise gravimétrica. 2016. Disponível em: http://www.ufjf.br/nupis/ Acesso: 15 mar 2020