2 Conferência - Gravimetria e Volumetria

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Prof. Doutor Cuinica 
Química Analítica I 
lcuinica2010@gmail.com 
lazarocuinica@yahoo.com.br 
Gravimetria e Volumetria 
FACULDADE DE CIÊNCIAS NATURAIS, MATEMÁTICA E ESTATÍSTICA 
LICENCIATURA EM ENSINO DE QUÍMICA 
mailto:lcuinica2010@gmail.com
mailto:lazarocuinica@yahoo.com.br
Gravimetria 
Princípio da análise gravimétrica 
O método baseia-se na transformação do componente a determinar 
(analito) num material de composição bem definida e quimicamente 
relacionado ao analito, que depois de isolado é pesado para a 
determinação da massa ou seja baseia-se na avaliação da 
quantidade do elemento a dosear a partir do peso do produto de 
reacção. 
Cl- + Ag+ → AgCl↓ 
Ba2+ + SO42- → BaSO4↓ 
Etapas do método gravimétrico 
Etapas do método gravimétrico 
Dissolução da amostra (abertura). 
Escolha do precipitante ideal; 
Conhecimento prévio do tipo de precipitado a ser obtido. 
Separação do precipitado do meio; 
A forma de filtração depende do tratamento subsequente do precipitado. 
Remoção da parte de água-mãe e de impurezas solúveis e 
não voláteis na temperatura de secagem. 
Remoção da água de lavagem residual. 
Secagem (T < 250 oC em estufas) e Calcinação (T > 250 oC em muflas) 
Determinação da massa do precipitado ponderal 
Os métodos que permitem quantificar a substância em análise a partir de 
análise gravimétrica são: 
Método de precipitação 
Método de destilação por aquecimento ou volatilização 
Método de calcinação 
 Destes o mais relevante é o método de precipitação, onde a espécie química a 
determinar é precipitada sob forma de um composto pouco solúvel, de composição 
química conhecida. 
O precipitado é separado por filtração, lavado, seco e/ou calcinado e determina-se a sua 
massa. É a partir da massa do precipitado e da sua fórmula química que se calcula o 
teor da substância em análise. 
Exprime-se o resultado em percentagem (g da substância/100g da amostra). A precisão 
da análise do resultado depende em grande parte da escolha conveniente do 
precipitante e da sua quantidade 
 Condições a exigir dos precipitados/ Escolha dos precipitados 
 
Precipitado depositado e precipitado ponderal 
 
Precipitado depositado é o composto que precipita sob acção de um 
reagente, enquanto que precipitado ponderal é o composto cuja a 
massa se determina para obter o resultado definitivo da análise. 
 
Ex: Ao dosear-se os iões Fe+++ e Al+++, os precipitados obtidos pela 
acção de NH4OH são Fe(OH)3 e Al(OH)3 respectivamente. Os 
precipitados ponderais formados por calcinação são Fe2O3 e Al2O3. 
 Reacções para a determinação do ião cálcio por gravimetria 
 2NH3(g) + H2C2O4(dil) → 2NH4+(aq) + C2O42-(aq) 
 
Ca2+(aq) + C2O42-(aq) → CaC2O4(s) 
 
O precipitado depois de filtrado, lavado, seco, é calcinado: 
CaC2O4(s) → CaO(s) + CO(g) + CO2(g) 
Características do precipitado depositado para análise 
gravimétrica 
 
 Deve ter uma solubilidade suficientemente baixa para se poder obter 
uma precipitação complete do analito; 
 
 A estrutura do precipitado deve permitir uma filtração e uma lavagem 
que rapidamente eliminem as impurezas. Portanto, os cristais do 
precipitado devem possuir um tamanho razoável para não obstruírem 
os poros do filtro. 
 
 Cristais de tamanho maior possuem menor superfície de contacto e 
portanto adsorvem poucas impurezas. 
O Precipitado depositado deve ser facilmente transformado em precipitado 
ponderal; 
 
Deve haver uma correspondência completa entre a sua composição e a sua 
formula química; 
 
Deve ter uma estabilidade química suficiente; 
 
O teor da substância em análise ou a dosear no precipitado deve ser mais 
baixo possível para que os erros de doseamento se reflictam menos no 
resultado final; 
NOTA: Nem é sempre possível arranjar-se um precipitado específico, temos 
então que provocar uma dissimulação dos iões que prejudicam o doseamento. 
Condições a que deve obedecer o precipitado ponderal em análise 
gravimétrica 
 
A principal é que haja correspondência completa entre a sua composição e 
a sua fórmula química. Ex: Se isso não se verificar o precipitado não é uma 
substância pura e o cálculo de resultado de análise é impossível. 
 
Tenha uma estabilidade química suficiente 
 Se o precipitado mudar facilmente de composição por exemplo pela absorção 
de vapores de água ou de CO2 da atmosfera por oxi-redução ou ainda por 
decompor a temperaturas elevadas, neste caso deixa de haver correspondência 
entre a composição do precipitado e a sua fórmula, quando isso acontece é 
preciso tomar precauções que impeçam que mude de composição, o que é muito 
difícil. Para tal transforma-se o precipitado por meio de reagentes apropriados 
noutro mais conveniente. 
È vantajoso que o teor do elemento a dosear no precipitado seja 
o mais baixo possível, pois assim, os erros de doseamento (por 
exemplo, os erros de pesagem, as perdas devido à solubilidade do 
precipitado ou a sua transferência incompleta para o filtro) 
reflectem-se menos no resultado final da analise. 
 
As condições dos precipitados determinam a escolha do 
precipitante. Mas é preciso fazer uma boa lavagem porque o 
precipitado arrasta consigo sempre substâncias ou iões estranhos. 
Características do precipitante ideal para análise gravimétrica 
O precipitante ideal para análise gravimétrica é aquele (de 
preferência composto volátil) que reage específica e selectivamente 
com o analito formando um precipitado que: 
 
Apresente uma solubilidade suficientemente baixa; 
Possua cristais de tamanho maior; 
Tenha uma estabilidade química suficiente e não reaja com os 
restantes constituentes da amostra; 
Apresente uma composição química conhecida depois de 
submetido à secagem ou, calcinação. 
 
Além destes requisitos, o reagente precipitante deve ser de 
preferência, um composto volátil – Usa-se por ex. O H2SO4 para 
precipitar o Ba++ sob forma de BaSO4 em vez do Na2SO4. 
 
Também deve ser específico – é por isso que para precipitar os 
iões Al+++ numa amostra contendo iões Fe+++ para além dos 
primeiros usa-se o Na2S2O3 no lugar do amoníaco 
(normalmente usado na ausência de iões Fe+++). O Na2S2O3 
reage com os iões Al+++ Segundo a reacção: 
2Al++ + 3S2O3- + 3H2O → 2Al(OH)3(s) + 3S(s) + 3SO2(g) 
Cálculo dos resultados em doseamentos gravimétricos 
 São geralmente calculados a apartir de medidas experimentais: a 
massa da amostra e a massa de um produto de composição conhecida. 
 
Os cálculos deste género realizam-se estabelecendo uma proporção entre 
a molécula-grama ou átomo-grama da espécie a dosear, a molécula-
grama do precipitado ponderal e a sua massa determinada no 
doseamento. 
 
Os resultados dos doseamentos gravimétricos são geralmente calculados 
em termos de percentagem (% p/p, % p/v e ppm). 
 
 
Exemplo de % p/p, é calculada pelo peso do analito dividido 
pelo peso da amostra tomada para análise, multiplicado por 
100. 
 
Se partir d 1,0000g de uma amostra de cal se obtém 0,3752g 
de cálcio, então, o teor em cálcio no produto é de 37,5% p/p, 
isto é: (0,3752/1,0000)x100=37,52% 
Cálculo dos resultados em doseamentos gravimétricos 
Escrever a equação da reacção que ocorre; 
 
Acertar a equação da reacção; 
 
Fazer proporções estequiometrias entre a substância a 
dosear e a substância cuja massa é rigorosamente 
conhecida 
Procedimentos para o cálculo de resultados 
Exemplo 
 
Dissolveu-se 0,4799 g de BaCl2.2H2O em água destilada e a seguir adicionaram-se 5,00 mL de 
uma solução diluída de H2SO4. O precipitado de BaSO4 formado pesou 0,4530 g depois de lavado 
e calcinado. Determine a percentagem do Ba na amostra analisada. 
Exemplo 
 
Determine a quantidade de magnésio a partir de um peso de precipitado de Mg2P2O7 igual a 0,3515 gramas. 
Teremos: 
(Mg2P2O7) (2Mg) 
 222,6g------------------------------------------------- 2x24,31g 
 0,3515g-------------------------------------------------xgx = 0,7782g 
 . 
 
BaCl2.2H2O + H2SO4 → BaSO4 + HCl 
 
 
0,4799g BaCl2.2H2O ------------------ 100% 
0,4530g BaSO4 -----------------------------x% 
X = 94,4% 
 
233g BaSO4---------------------------------------- 137g Ba 
0,4530g BaSO4---------------------------------- yg 
Y = 0,266g Ba 
 
0,4530g BaSO4---------------------------------- 94,4% 
0,266g Ba ----------------------------------------- Z% 
 Z = 55,4% Ba 
BaCl2.2H2O + H2SO4 → BaSO4 + 2HCl 
 Neste caso, na análise gravimétrica não se pesa a substância cuja 
quantidade queremos determinar mas sim uma quantidade equivalente 
de uma outra substância que se chama precipitado ponderal, pois, é que 
se calcula a quantidade da substância a dosear correspondente à 
quantidade encontrada do precipitado ponderal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Precipitado depositado Precipitado ponderal 
Vantagens e desvantagens do método gravimétrico 
Vantagens 
As operações unitárias utilizadas no procedimento gravimétrico são de fácil 
execução e de boa reprodutibilidade; 
Utiliza materiais e equipamentos simples e de baixo custo; 
O domínio da sua aplicação é muito vasto, pois a maioria de elementos forma 
compostos pouco solúveis que permite doseá-los quantitativamente por este 
método. 
 
Desvantagens 
Tempo necessário para a sua execução “muito longo”. 
Risco de erros acumulativos devido ao número de operações efectuadas; 
Quantidade da amostra necessária; 
Carência de precipitantes bastante selectivos. 
Volumetria 
Análise Volumétrica ou Volumetria – Baseia-se na medição do volume da 
solução reagente de concentração rigorosamente conhecida (titulante) que se 
gasta para efectuar a reacção completa com a substância a analisar. O processo de 
adição da solução titulante à solução titulada é chamado de Titulação 
A análise volumétrica é de execução mais rápida que a gravimetria uma vez que 
nesta técnica em vez de se efectuar a pesagem do produto da reacção, mede-se o 
volume da solução do reagente cuja concentração é rigorosamente conhecida 
numa única operação e não em 5 ou mais como na gravimetria. 
A precisão das volumetrias é um pouco inferior à das gravimetrias pois, a pesagem 
numa balança analítica é um pouco mais precisa que a medição do volume com uma 
bureta ou proveta. Mas com muitos cuidados e correcções correctas dos erros 
associados é sempre preferível trabalhar com análises volumétricas. 
Titulação volumétrica 
 
Medindo com a bureta o volume da solução de reagente necessário para a 
titulação e conhecendo-se o seu titulo, multiplica-se estes valores e obtem-se a 
quantidade de reagente (expressa em gramas) que se gastou na reacção. É fácil 
calcular-se a quantidade da substância que existe na solução em estudo se 
conhecermos o seu volume. 
Chama-se título à quantidade em gramas da substância dissolvida existente em 
um mililitro de solução. Por exemplo, a expressão “ o título de uma solução de 
H2SO4, é 0,0049 g/mL” significa que em cada mililitro dessa solução existem 
0,0049g de H2SO4. O título designa-se pela letra T, com indicação da fórmula 
química do composto. Ex. T H2SO4 = 0,0049g/ml 
Condições a que devem satisfazer as reacções utilizadas em 
Análise Volumétrica 
 
Uma das diferenças fundamentais entre a volumetria e a 
gravimetria é que na titulação tem de se utilizar não um excesso 
mas sim uma quantidade de reagentes quimicamente equivalentes à 
substância a dosear e correspondendo rigorosamente à equação da 
reacção. É nesta equivalência que se baseia o cálculo dos resultados 
da análise. 
 
As substâncias em reacção devem fixar o ponto de equivalência 
 
A evolução quantitativa desta reacção è caracterizada pelo valor 
correspondente da constante de equilíbrio da reacção. 
 
 Esta constante deve ser suficientemente grande ou seja, a 
constante de equilíbrio da reacção inversa deve ser 
suficientemente pequena. Pois, doutro modo a titulação rigorosa 
torna-se impossível. 
Assim, só é possível um doseamento suficientemente rigoroso de um 
ácido fraco por titulação com uma solução de base forte se a reacção 
de hidrólise do sal formado se der de maneira muito atenuada. 
Na titulação só se podem usar reacções que tenham velocidades 
suficientes. Pois, é difícil ou até impossível fixar com precisão o ponto 
de equivalência em reacções lentas: A solução seria necessariamente 
sobre titulada. 
 
O titulante deve reagir exclusivamente com a substância a dosear, 
pois, seria impossível o cálculo rigoroso do resultado da análise se 
durante a titulação ocorrer reacções secundárias. Além disso não 
devem existir na solução substâncias estranhas que interfiram com a 
reacção ou impeçam a determinação do ponto de equivalência. 
 
Todas estas exigências limitam os domínios de aplicação da análise 
volumétrica. 
Classificação dos métodos de analise volumétrica 
 
Os doseamentos volumétricos podem ser divididos nos seguintes 
métodos fundamentais: Método de Neutralização, método de 
Oxidação-redução, método de precipitação e complexação 
Método de Neutralização – São todos os doseamentos 
volumétricos baseados na interacção dos ácidos e das bases 
H2SO4 + NaOH → Na2SO4 + H2O 
H+ + OH- ↔ H2O 
Doseia-se por este método a quantidade de ácidos (alcalimetria) ou 
de bases (acidimetria) numa dada solução. 
Titulação de ácidos fortes com bases fortes 
Titulação de ácidos 
fortes com bases fracas 
ou Titulação de ácidos 
fracos com bases fortes 
Métodos de oxidação-redução. Os métodos mais usados são: 
 
 Permanganimetria – que se baseia nas reacções de oxidação-redução em 
que intervém o permanganato de potássio KMnO4, como oxidante. 
 2MnO4- + 5C2O42- + 16H+ → 2Mn2+ 10CO2 + 8H2O 
 
 Iodometria – que se baseia nas reacções de oxidação-redução em que 
intervém o iodo livre como oxidante ou ião I- como redutor. 
 I2 + 2e- ↔ 2I- 
 
 Dicromatometria - que se baseia nas reacções de oxidação-redução em 
que intervém o dicromato de potássio K2Cr2O7, como oxidante. 
 
 Bromatometria - que se baseia nas reacções de oxidação-redução em que 
intervém o bromato de potássio KBrO4, como oxidante. 
Método de precipitação e complexação – incluem-se nestes métodos os 
doseamentos volumétricos baseados na precipitação de qualquer ião sob a 
forma de um composto pouco solúvel ou na fixação de um ião num complexo 
pouco dissociado. 
 
Seja qual for o doseamento ele implica sempre: 
 Uma medição rigoroso de volumes das soluções que reagem; 
 A existência de uma solução titulada padrão, por meio do qual se efectua o 
doseamento; 
 O cálculo dos resultados da análise. 
Portanto, antes de estudarmos os vários métodos de análise volumétrica, 
vejamos como proceder à medida de volumes, como determinar concentrações, 
como preparar uma solução padrão e como efectuar os cálculos. 
Exemplo 
 
Pipeta-se 25 mL de uma solução de H2SO4 para um Erlenmeyer de 250 mL e 
adiciona-se umas gotas de solução de vermelho de fenol. Em seguida titula-se 
com a solução padrão de NaOH 0,506 M e gastam-se 40,85 mL. Calcule a 
concentração molar da solução de H2SO4. 
Cálculo dos resultados em doseamentos volumétricos 
Escrever a equação da reacção que ocorre 
Acertar a equação da reacção 
Fazer proporções estequiometrias entre a substância a dosear e a 
substância cuja concentração e o volume são rigorosamente 
conhecidos 
Resolução 
 
H2SO4 + NaOH → Na2SO4 + H2O 
 
 
 H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O 
C = n/V então n = C x V 
 n (NaOH) = 0,506 mol/L x 0,04085L = 0,0207 mol 
1mol H2SO4-------------------------- 2 mol NaOH 
X mol H2SO4 ------------------------ 0,0207 mol NaOH 
X = 0,0104 mol H2SO4 
 
[H2SO4] = 0,0104 mol/0,025L 
[H2SO4] = 0,416 M 
Dados 
V (H2SO4) = 25 mL=0,025L 
V (NaOH) = 40,85 mL = 0,04085L 
[NaOH] = 0,506 M 
[H2SO4] = ? 
1mol H2SO4-------------------------- 2 mol NaOH 
Prof. Dr. Cuinica 
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