Aula 8_Análise gravimétrica

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Análise gravimétrica
Docente: Alam Gustavo Trovó
Disciplina: Química Analítica
UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
INSTITUTO QUÍMICA
CURSO: BIOTECNOLOGIA
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Teoria da análise gravimétrica
Análise baseada na formação de um produto de composição 
conhecida, cuja massa pode ser relacionada com a massa do analito.
Gravimetria por precipitação: o analito é separado de uma
solução da amostra como um precipitado e é convertido a
uma espécie de composição conhecida que pode ser pesada.
Tipos de métodos gravimétricos de análise:
Gravimetria por volatilização: o analito é isolado dos outros
constituintes da amostra pela conversão a um gás de
composição química conhecida.
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Vantagens:
.....conhecimento da estequiometria da reação
encontra-se a massa do analito desejado
 Técnica absoluta  independe de substâncias de referências ou padrão;
 Dispensa curvas de calibração;
 Requer somente balança com precisão no mínimo de miligrama;
 Necessita de aparelhos relativamente baratos (forno de mufla,
cadinhos de platina, balança analítica);
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Gravimetria por precipitação
Conversão do analito em um composto pouco 
solúvel, de composição química conhecida. 
PRECIPITAÇÃO DIGESTÃO
FILTRAGEM
(separação 
precipitado)
AQUECIMENTO
(composição 
conhecida)
PESAGEM
LAVAGEM 
(remoção de 
impurezas)
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• Ex.: Determinação de cálcio em águas naturais.
Amostra contendo 
Ca2+
C2O4
2- CaC2O4(s)
Δ
(calcinação) CaO(s)
Anidro
Gravimetria por precipitação
2NH3 + H2C2O4  2NH4
+ + C2O4
2-
Ca2+(aq) + C2O4
2-
(aq) CaC2O4(s)
CaC2O4(s) +   CaO(s) + CO(g) + CO2(g)
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Exercício 1: O cálcio presente em uma amostra de 200 mL de água
natural foi determinado pela precipitação como CaC2O4. O precipitado foi
filtrado, lavado e calcinado em um cadinho com uma massa de 26,6002 g.
A massa do conjunto (cadinho + CaO) após calcinação foi de 26,7134 g.
Calcular a concentração de Ca na amostra em g/L.
Dados: Ca = 40,08 g/mol e O = 16,00 g/mol.
R: 0,404 g/L
2NH3 + H2C2O4  2NH4
+ + C2O4
2-
Ca2+(aq) + C2O4
2-
(aq) CaC2O4(s)
CaC2O4(s) +   CaO(s) + CO(g) + CO2(g)
Exemplo típico de determinação gravimétrica
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Exercício 2: Uma solução (10,00 mL) contendo Cl- foi tratada com
excesso de AgNO3 para precipitar 0,4368 g de AgCl. Qual a concentração
em mol/L de Cl- na solução? (MM = 143,32 g AgCl mol-1)
Exemplo típico de determinação gravimétrica
Determinação gravimétrica de cloreto por precipitação com Ag+
Ag+ + Cl AgCl(s) 
M =
mAgCl
MMAgCl  V(L)
n (número de mols)
= 0,3048 mol/L
nCl = nAgCl-
M =
0,4368
143,32  10×10-3
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Gravimetria por precipitação
 Agente precipitante deve reagir especificamente ou seletivamente
com o analito.
Poucas substâncias apresentam todos 
estes requisitos; técnicas apropriadas 
ajudam otimizar as propriedades dos 
precipitados.
 Condições de precipitação influenciam o tamanho de partícula do 
precipitado
 Precipitados de partícula grande são desejáveis, pois são mais
facilmente filtrados e lavados, além de mais puros.
Reagentes específicos: reagem somente com uma espécie química (muito raro)
Reagentes seletivos: reagem com um número limitado de espécies químicas
 Produto ideal da análise gravimétrica deve ser:
• De baixa solubilidade
• Facilmente filtrável
• Muito puro
• Não reativo com os constituintes da atmosfera
• De composição química conhecida
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Suspensões coloidais:
• partículas invisíveis a olho nu (10-7 a 10-4 mm)
• difícil decantação
• difícil de ser filtrada
Tipos de precipitados
Suspensão cristalina
• dispersão temporária de partículas de décimos de milímetro de
tamanho (10-1 a 10 mm)
• depositam espontaneamente
• são facilmente filtradas
• tipicamente possuem maior pureza que colóides
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Fatores que afetam a formação e solubilidade dos precipitados
Tamanho do precipitado varia inversamente com a supersaturação 
relativa durante a introdução do reagente
Fatores que influenciam o tamanho da partícula de um precipitado:
 solubilidade do precipitado
 temperatura
 concentração dos reagentes
 velocidade em que os reagentes são misturados
Tamanho de partícula pode ser relacionado a uma única propriedade:
Q: concentração da espécie em qualquer instante
S: sua solubilidade no equilíbrio
Supersaturação relativa =
(Q - S)
S
von Weimarn
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Pode ocorre de duas maneiras (fases):
 Aumento da supersaturação relativa  aumento da nucleação 
 Baixa supersaturação relativa  crescimento da partícula
Mecanismo de formação do precipitado
Supersaturação tende a diminuir o tamanho do precipitado
Nucleação (espontânea ou induzida): moléculas em solução se
aproximam e formam pequenos agregados (número mínimo de átomos,
íons ou moléculas – 3 a 4).
Crescimento de partícula: adição de mais moléculas ao núcleo
existente para formar um cristal.
Tamanho da partícula dependerá da fase mais rápida: 
nucleação ou crescimento de partícula
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Aula 8_Análise gravimétrica.pptx#39. Apresentação do PowerPoint
Aula 8_Análise gravimétrica.pptx#40. Apresentação do PowerPoint
Controle experimental do tamanho das partículas
Precipitados de solubilidade muito baixa (S desprezível) 
geralmente formam colóides
 Aumento da temperatura para aumentar a solubilidade do
precipitado e consequentemente, diminuir a supersaturação;
 Adição lenta do agente precipitante com agitação vigorosa para
evitar condição supersaturada localizada;
 Manutenção de grande volume de solução de modo que a
concentração do analito e do precipitante sejam baixas;
 Meio (ácido ou básico) também pode controlar o tamanho da
partícula nos casos em que a solubilidade depende do pH:
2NH3 + H2C2O4  2NH4
+ + C2O4
2-
Ca2+(aq) + C2O4
2-
(aq) CaC2O4(s)
 Ex: precipitação de Ca2+ com H2C2O4
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Precipitados coloidais
Suspensões coloidais são estáveis, pois todas as partículas estão
carregadas positiva ou negativamente  repulsão
Adsorção: ligado à 
superfície
Absorção: envolve a 
penetração além da 
superfície
Representação esquemática 
de uma partícula coloidal de 
AgCl crescendo em solução 
com excesso de AgNO3
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Aquecimento e agitação
Precipitação na presença de eletrólito
Aumento da concentração de eletrólito
Coagulação de colóides
• Menor adsorção de íons e menor espessura da dupla camada
• Aumento da energia cinética para superar a dupla camada
Composto que se dissocia em íons quando se dissolve.
Compostos iônicos são geralmente precipitados na presença de um eletrólito.
Concentração de contra-íon aumenta na vizinhança
da partícula e diminui o volume de solução que
balanceia a carga, diminuindo assim a distância entre
as partículas, que se aglomeram.
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Digestão
Precipitação repouso com a sol. água mãesob aquecimento
recristalização
 Aumento da partícula
 Redução de impurezas
Pureza
Impurezas aDsorvidas: ligadas à superfície de um cristal.
Impurezas aBsorvidas:
• Oclusões: pacotes de impurezas que
são retidos dentro do cristal (na superfície)
• Inclusões (formação de um cristal
misto): impurezas que ocupam sítios no
cristal que são normalmente ocupados por
íons que pertencem ao cristal
Co-precipitação: é o fenômeno no qual
os compostos solúveis são removidos de uma
solução durante a formação de um precipitado.
Ex: oclusão
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Co-precipitados
Tendem a ser piores em precipitados coloidais em que a área superficial é alta.
Ex: Fe(OH)3, Al(OH)3
Co-precipitação pode resultar em erros positivos ou negativos
- Adsorção: ocorrem sempre erros positivos.
- Inclusão: tanto erros positivos como negativos podem ocorrer.
Ex: BaSO4 (233 g/mol) com inclusões de Ba(NO3)2 (261 g/mol): erro positivo
BaSO4 (233 g/mol) com inclusões de BaCl2 (208 g/mol): erro negativo
Reprecipitação: aumenta a pureza do precipitado
• Água mãe é descartada e o precipitado é redissolvido.
• Na segunda precipitação, a concentração de impurezas na solução é
mais baixa e o grau de precipitação é menor.
- Oclusão: ocorrem sempreerros positivos.
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Precipitação homogênea
Na precipitação homogênea, o agente precipitante é gerado lentamente
por uma reação química. Ex: precipitação de Fe3+ com ácido fórmico.
Com o gradual aumento do pH, aumenta o tamanho das partículas do
precipitado de formiato férrico
+ 3H2O + calor  CO2 + 2NH4
+ + 2OH-
uréia
+ OH- HCO2
- + H2O
ácido fórmico
3HCO2
- + Fe3+ Fe(HCO2)3.nH2O
formiato férrico
H2N
C
NH2
O
H
C
OH
O
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Outros métodos de geração homogênea de agentes precipitantes
*Dimetilglioxima; **HOQ(8-hidroxiquinoleina)
Agente 
precipitante 
Reagente Reação em meio homogêneo 
Elementos 
precipitados 
OH- Uréia (NH2)2CO + 3H2O  CO2 + 2NH4
+ + 2OH- Fe, Al, Ga, Th 
PO4
3- Trimetil fosfato (CH3O)3PO + 3H2O  3CH3OH + H3PO4 Bi, Sn, Zr, Hf 
C2O4
2- Etil oxalato (CH3)2C2O4 + 2H2O  2C2H5OH + H2C2O4 Ca, Mg, Zn 
SO4
2- Dimetil sulfato (CH3O)2SO2 + 4H2O  2CH3OH + SO4
2- + 2H2O Ba, Ca, Sr, PB 
CO3
2- Ácido tricloro-acético Cl3CCOOH + 2OH
-  CHCl3 + CO3
2- + H2O Ba, Ra, La 
H2S Trioacetamida CH3CSNH2 + H2O  CH3CONH2 + H2S Sb, Mo, Cd, Cu 
*DMG Biacetil + hidroxilamina CH3COCOCH3 + 2H2NOH  DMG + 2H2O Ni, Pd 
**HOQ 8-acetoxiquinoleina CH3COOQ + 2H2O  CH3COOH + HOQ Al, Mg, U, Zn 
 
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Importância da etapa de 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 impurezas que acompanham o precipitado constituem a maior
fonte de erros na gravimetria - incorporadas por co-precipitação ou
pela pós-precipitação.
Co-precipitação: fenômeno nos quais compostos solúveis se
incorporam aos precipitados durante a formação
a) Co-precipitação por adsorção superficial
b) Co-precipitação por oclusão ou inclusão
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a) Co-precipitação por adsorção superficial: mais provável em
precipitados coloidais.
• As partículas adsorvem, primeiro um dos íons próximo ao
precipitado mais o contra-íon, além de uma pequena
quantidade de íons estranhos de carga oposta.
Lavagem
Solução do problema
Digestão
Precipitados coloidais não podem ser lavados com água 
devido a peptização
Lavagem 
A lavagem deve ser feita com um eletrólito volátil 
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b) Co-precipitação por oclusão e inclusão: presença de íons
dentro da rede cristalina (superfície - oclusão) ou substituindo um
íon (ligação – inclusão).
Crescimento rápido durante a formação do precipitado.
A contaminação pode ser minimizada:
 Reduzindo a concentração das interferências, durante a
precipitação;
 Utilizando técnica de precipitação em meio homogêneo;
 Precipitação a quente: geração de precipitados mais puros e
perfeitos;
 Adição lenta do agente precipitante, digestão e a reprecipitação.
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Lavagem???? 
Ex.: Precipitação de cálcio com oxalato (Kps  10
-9) na presença de
magnésio (Kps  10
-5)
Contaminação pela deposição da(s) impureza(s) sobre as 
partículas do precipitado formado. Ocorre com compostos 
com tendência a formar soluções supersaturadas. 
O oxalato de magnésio não precipita de imediato porque apresenta uma
tendência de formar soluções supersaturadas. Assim, se o precipitado
de cálcio for filtrado imediatamente, pouco ou nenhum magnésio
será arrastado. Mas, se a solução for deixada em repouso por algum
tempo (mais que uma hora) o oxalato de magnésio vai pós-precipitar
e contaminar o precipitado de cálcio.
Pós-precipitação
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Após a etapa da lavagem é importante verificar se 
não houve solubilização do precipitado. 
AgCl(s)
Lavagem 
Testar o filtrado, adicionando reagente precipitante
Lavagem com HNO3
Filtrado
Adição de HCl ou NaCl
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Se o precipitado formado já se encontra na forma correta, só
é necessário secar na estufa para retirar água ou eletrólitos
adsorvidos, para na sequencia armazenar em dessecador.
Temperatura de 110-120 °C por 1, 2, 3... h ???
PbCrO4 T = 120 °C
Secagem 
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Conversão do precipitado na forma mais estável para pesagem
Temperatura de 900-1200 °C (aproximadamente)
1) Al2O3 . xH2O Al2O3
2) CaC2O4 . H2O CaO
Secagem (Calcinação) 
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Depois do precipitado ter sido seco ou calcinado e ter esfriado em
dessecador, o mesmo pode ser pesado com uma balança analítica.
 Através da estequiometria da reação e da massa resultante, a
quantidade do elemento em análise pode ser determinada.
Geralmente, o resultado é expresso em porcentagem
Fe2O3
Pesagem
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Aplicações da análise gravimétrica
 Desenvolvidos para a maioria dos cátions e ânions inorgânicos 
e espécies neutras como água, SO2 e CO2.
Os métodos gravimétricos não requerem 
calibração ou padronização
Os resultados são calculados diretamente dos dados 
experimentais (massa) e das massas molares 
Aplicados também a substâncias orgânicas.
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Algumas espécies representativas determinadas por gravimetria
Espécie 
analisada 
Precipitado 
formado 
Forma 
pesada 
Espécies interferentes 
K+ KB(C6H5)4 KB(C6H5)4
 NH4
+, Ag+, Hg2+, Tl+, Rb+, Cs+ 
Mg2+ Mg(NH4)PO4.6H2O Mg2P2O7 Vários metais exceto Na
+ e K+ 
Ca2+ CaC2O4.H2O CaCO3, CaO Vários metais exceto Na
+, K+, Mg+ 
Cr3+ PbCrO4 PbCrO4 Ag
+, NH4
+ 
Fe3+ Fe(HCO2)3 Fe2O3 Vários metais 
Pb2+ PbSO4 PbSO4 Ca
2+, Sr2+, Ba2+, Hg2+, Ag+, HCl, HNO3 
Cl- AgCl AgCl Br-, I-, SCN-, S2-, S2O3
2-, CN- 
SO4
2- BaSO4 BaSO4 Na
+, K+, Li+, Ca2+, Al3+, Cr3+, Fe3+, Sr2+, Pb2+, NO3
- 
 
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Agentes precipitantes inorgânicos (que causam precipitação)
Agente 
precipitante 
Elemento precipitado 
NH3(aq) Be (BeO), Al (Al2O3), Cr (Cr2O3), Fe (Fe2O3), Ga (Ga2O3), In (In2O3) 
H2S Cu (CuO), Zn (ZnO, ZnSO4), Ge (GeO), As (As2O3 ou As2O5) 
(NH4)2S Hg (HgS), Co (Co3O4) 
(NH4)2HPO4 Mg (Mg2P2O7), Al (AlPO4), Mn (Mn2P2O7), Zn (Zn2P2O7), Cd (Cd2P2O7) 
H2SO4 Li, Mn, Sr, Cd, Pb, Ba (sulfatos) 
H2PtCl6 K (K2PtCl6 ou Pt), Rb (Rb2PtCl6), Cs (Cs2PtCl6) 
H2C2O4 Ca (CaO), Sr (SrO), Th (ThO2) 
(NH4)2MoO4 Cd (CdMoO4), Pb (PbMo4) 
HCl Ag (AgCl), Hg (Hg2Cl2) 
AgNO3 Cl (AgCl), Br (AgBr), I (AgI) 
(NH4)2CO3 Bi (Bi2O3) 
NH4SCN Cu [Cu2(SCN)2] 
HNO3 Sn (SnO2) 
NaCl, Pb(NO3)2 F (PbClF) 
BaCl2 SO4
2- (BaSO4) 
MgCl2, NH4Cl PO4
3- (Mg2P2O7) 
 
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Agentes precipitantes orgânicos
Nome Estrutura Íons precipitados 
Dimetilglioxima 
N
OH
OH
N
 
Ni2+, Pd2+, Pt2+ 
Cupferron 
N
N
O
O
NH4
+
 
Fe3+, VO2
+, Ti4+, Zr4+, Ce4+, Ga3+, Sn4+ 
8-hidroxiquinolina 
(oxina) 
N
OH 
Mg2+, Zn2+, Cu2+, Cd2+, Pb2+, Al3+, Fe3+, 
Bi3+, Ga3+, Th4+, Zr4+, UO2
2+, TiO2+ 
1-nitroso-2-naftol 
N
O
OH
 
Co2+, Fe3+, Zr4+, Pd2+ 
Tetrafenil borato 
de sódio 
Na+B(C6H5)4
- 
K+, Rb+, Cs+, NH4
+, Ag+, íons amônio 
orgânicos, Cr2O7
2-, MnO4
-, ReO4
-, MoO4
2-, 
WO4
2-, ClO4
-, I3
- 
 
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Análise de grupos funcionais  alguns reagentes reagem seletivamente com certos grupos 
funcionais e podem ser usados para determinação de compostos contendo estes grupos
*A substância pesada está sublinhada.
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Exercício 3: Uma amostra de pirita (FeS2) foi oxidada com bromo e ácido
nítrico. O sulfato obtido foi precipitado e pesado na forma de BaSO4. Se
0,331 g de pirita geraram 0,831 g de BaSO4, qual é a percentagem de S
e de FeS2 na amostra?
Dados: Ba = 137 g/mol; S = 32 g/mol; O = 16 g/mol e Fe = 56 g/mol
R: 34,5% de S e 64,6% de FeS2 na amostra
6HNO3(l) + 2FeS2(s) + 15Br2(l) + 16H2O(l) → 2Fe(NO3)3(aq) + 4H2SO4(aq) + 30HBr(aq)
Ba2+(aq) + SO4
2-
(aq) BaSO4(s)
H2SO4(l) → 2H
+
(aq) + SO4
2-
(aq)
Exemplo típico de determinação gravimétrica
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Gravimetria por volatilização
Os dois métodos gravimétricos mais comuns baseados na volatilização são 
para determinação de:
Método direto
Método indireto
Água
 Aquecimento
 Coleta em sólidos dessecantes
 Determinação ganho de massa
 Perda de água pela secagem
 Menos satisfatório
Existem instrumentos semi-automatizados para determinação de 
água em produtos comerciais como cereais 
 Água
 CO2
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Método direto
CO2
 decomposição de carbonatos aCO2 em meio ácido
 aquecimento – liberação de CO2
 aumento da massa de um sólido absorvente (ascarita,
hidróxido de sódio em asbesto)
2NaOH + CO2 Na2CO3(s) + H2O
NaHCO3(aq) + H2SO4(aq) CO2(g) + H2O(l) + NaHSO4(aq)
Gravimetria por volatilização
Outros exemplos: Sulfetos e sulfitos. O
sulfeto de hidrogênio ou o dióxido de
enxofre liberados da amostra após
tratamento com ácido é coletado em
um absorvente adequado. 37 / 40
 Fundamenta-se na formação de um produto sólido insolúvel, cuja massa
pode ser relacionada com a massa do analito.
 Relativamente simples e de baixo custo. Não requer calibração ou
padronização.
 Resultados precisos e confiáveis
 Determinação de cátions, ânions inorgânicos e espécies neutras como
água, SO2 e CO2. Também pode ser aplicado a substâncias orgânicas.
Considerações finais
 É importante evitar supersaturação, promovendo a formação de
partículas grandes, facilmente filtráveis e com alto grau de pureza.
 Trabalhar em temperaturas elevadas, adição lenta do reagente
precipitante, agitação constante e/ou geração do agente precipitante por
reação homogênea.
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Considerações finais
PRECIPITAÇÃO DIGESTÃO
FILTRAGEM 
(separação 
precipitado)
AQUECIMENTO
(composição 
conhecida)
PESAGEM
LAVAGEM 
(remoção de 
impurezas)
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 BACCAN, N.; DE ANDRADE, J.C.; GODINHO. Química Analítica
Quantitativa Elementar. São Paulo: Editora Blucher, 2001, 3a edição.
 BASSET, J.; DENNY, R.C.; JEFFERY, G. H. Análise Inorgânica
Quantitativa. Rio de Janeiro: Guanabara Dois S/A, 1981.
 FERNANDES, J. Química Analítica Quantitativa. São Paulo:
Hermus Ltda, 1980.
 HARRIS, D.C. Análise Química Quantitativa. Rio de Janeiro: LTC,
2008. 7ª edição.
 SKOOG, D.A.; WEST, D.M.; Holler F.J.; CROUCH S.R.
Fundamentos de Química Analítica. São Paulo: Cengage Learning,
2008. 8ª edição.
 VOGEL, A. Análise Química Quantitativa. Rio de Janeiro: LTC,
2006, 8ª edição.
Bibliografia
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Nucleação espontânea ocorrerá por conta própria.
Nucleação induzida requer uma partícula de “semente” para começar 
a formação do cristal (poeira, um pequeno cristal do composto, fragmento de 
vidro).
Mecanismo de formação do precipitado
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Aula 8_Análise gravimétrica.pptx#11. Apresentação do PowerPoint
Aula 8_Análise gravimétrica.pptx#11. Apresentação do PowerPoint
Crescimento da partícula
Uma vez que um sítio de nucleação foi formado, outros íons são 
atraídos para o local. Isso resultará na formação de partículas 
filtráveis, assim como reduz a quantidade de contaminantes, uma 
vez que não se encaixam na estrutura do cristal.
Mecanismo de formação do precipitado
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Aula 8_Análise gravimétrica.pptx#11. Apresentação do PowerPoint
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