16/02/2014

1

1

2

Consiste em determinar a quantidade proporcionada de um

elemento, radical ou composto presente em uma amostra,

eliminando todas as substâncias que interferem e convertendo o

constituinte ou componente desejado em um composto de

composição definida, que seja susceptível de pesar-se.

“Processo de isolar ou de pesar um composto definido de

um elemento na forma mais pura possível. O analito é separado de

uma amostra pesada sujeita à análise.”

16/02/2014

2

3

Uma grande parte das determinações gravimétricas refere-

se à transformação do analito em um composto estável e puro que

possa ser convertido numa forma apropriada para a determinação

da massa.

“Método analítico em que o analito é separado da amostra

em uma forma pura, com composição química bem definida, que é

então pesado. Também pode ser realizada através da perda de

massa que ocorre pela evaporação ou volatilização do composto

separado dos interferentes

4

ETAPAS DA GRAVIMETRIA

1. Abertura da amostra

2. Precipitação do analito

3. Digestão ou envelhecimento do precipitado

4. Filtração do precipitado

5. Lavagem do precipitado

6. Secagem ou Calcinação

7. Pesagem do produto final

16/02/2014

3

5

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 1. Abertura da amostra

Consiste na etapa de dissolução da amostra com o objetivo

de obter uma solução contendo o analito visando a sua obtenção

numa forma mais facilmente analisada.

6

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 1. Abertura da amostra

Consiste na etapa de dissolução da amostra para obter uma

solução do analito, pois os principais métodos de análise e os principais

equipamentos de análise trabalham com o analito em solução. Amostras

de substâncias solúveis em água podem ter a abertura da amostra

realizada através da adição de uma quantidade de água necessária para

dissolver os componentes ou o analito. Quanto o material não é solúvel

em água, como metais e minérios, a abertura da amostra deve ser feita

utilizando meios mais agressivos como soluções concentradas de ácidos,

água régia dentre outros..

16/02/2014

4

7

Reagentes Materias a serem analisados

Ácido clorídrico Ligas metálicas, metais, carbonatos

Ácido nítrico Ligas metálicas, metais, matéria orgânica

Ácido sulfúrico Ligas metálicas, metais, material orgânico

Ácido perclórico Couros, polímeros e alta massa molar, ligas de ferro, aço inoxidável

Água régia (HCl:HNO3 3:1)

Metais nobres (Au, Ag, Pt) Au(s) + 3NO3

-(aq) + 6H+

(aq) → Au3+(aq) + 3NO2(g) + 3H2O(l)

Au3+(aq) + 4 Cl-(aq) → AuCl4-

(aq)

Água Amostra de quaisquer materiais solúveis em água

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 1. Abertura da amostra

8

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 2. Precipitação

Nesta etapa, o constituinte que será determinado é isolado

mediante adição de um reagente capaz de ocasionar a formação de

uma substância muito pouco solúvel. O reagente precipitante deve

ser seletivo e específico, e reagir com o analito para formar um

produto que seja insolúvel.

16/02/2014

5

9

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 2. Precipitação

Durante a adição do reagente precipitante deve:

1. Adicioná-lo lentamente

2. Adicioná-lo sob agitação

3. Utilizar soluções diluídas

4. Se necessário adicioná-lo sob aquecimento

10

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 2. Precipitação

CARACTERÍSTICAS DOS AGENTES PRECIPITANTES

1. Facilmente filtrado e lavado para remoção de contaminantes;

2. De solubilidade suficientemente baixa para que não haja perda

significativa do analito durante a filtração e a lavagem;

3. Não-reativo com os constituintes da atmosfera;

4. De composição química conhecida após sua secagem ou

calcinação;

5. Reação completa nas condições de análise;

16/02/2014

6

11

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 2. Precipitação

12

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 2. Precipitação

A formação do precipitado se divide em duas etapas:

Nucleação: Etapa em que as partículas do soluto dispersas no

solvente começam a se juntar formando núcleo e só se tornam

estáveis a partir de um certo tamanho crítico. Se o núcleo não

atinge a estabilidade necessária ele redissolve.

Crescimento dos cristais: Etapa subsequente à nucleação na

qual as partículas são atraídas pelos núcleos formando

partículas maiores.

16/02/2014

7

13

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 2. Precipitação

Contaminação do precipitado

Coprecipitação: Incorporação de substâncias insolúveis aos

precipitado durante sua formação devido à substituição de íons

de mesmo tamanho ou mesma carga ou ligação de impurezas

na superfície do precipitado redissolve.

Pós-precipitação: Deposição de contaminantes na superfície

das partículas do precipitado.

14

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 2. Precipitação

16/02/2014

8

15

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 2. Precipitação

16

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 3. Digestão ou envelhecimento do

precipitado

É o tempo na qual o precipitado permanece em repouso

em contato com a água mãe. Tem como objetivo formar

partículas grandes facilmente filtráveis. Durante a digestão ocorre

dissolução e re-precipitação do precipitado e as impurezas são

expulsas do sólido formado. O tempo de digestão varia de alguns

minutos ou algumas horas.

16/02/2014

9

17

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 4. Filtração

É o processo de separação do precipitado do meio em que

ele se formou. Pode ser realizada utilizando funil cônico ou funil

de Büchner e papel de filtro quantitativo ou utilizando funil de

vidro sinterizado.

18

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 4. Filtração

16/02/2014

10

19

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 4. Filtração ETAPAS DA GRAVIMETRIA 4. Filtração

20

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 4. Filtração

16/02/2014

11

21

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 4. Filtração

22

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 4. Filtração

Funil de vidro sinterizado

16/02/2014

12

23

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 5. Lavagem do precipitado

Tem a função de remover a água mãe retida no precipitado

e eliminar impurezas não voláteis. A lavagem deve ser realizada

com pequenas porções de líquido que contém um eletrólito

dissolvido para impedir a peptização do precipitado (álcool 20%,

solução diluída de HCl ou HNO3, dentre outros).

24

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 6. Secagem ou calcinação

A secagem é realizada em baixa temperatura (abaixo de

250º C) e é utilizada apenas para remoção de água de lavagem

dos produtos sólidos que possuem estequiometria conhecida.

Deve ser realizada em estufa elétrica.

Após a secagem, o produto sólido é resfriado em

dessecador antes de ter a massa determinada

16/02/2014

13

25

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 6. Secagem ou calcinação

A calcinação é realizada em alta temperatura (acima de

250º C) e é utilizada para converter produtos sólidos de

estequiometria desconhecida em produtos sólidos com

estequiometria conhecida. Deve ser realizada em mufla elétrica.

Após a calcinação, o produto sólido é resfriado em

dessecador antes de ter a massa determinada

26

Estufa elétrica Mufla elétrica

16/02/2014

14

27

Dessecadores

28

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 7. Determinação de massa

Corresponde à etapa final na qual se determina a massa do

produto final obtido após a realização de todas as etapas anteriores

da análise gravimétrica. É realizada em balança analítica (quatro

casas decimais) colocada em uma mesa própria para evitar

vibrações.

16/02/2014

15

29

ETAPAS DA GRAVIMETRIA 7. Determinação de massa

30

Exercícios

1) Uma massa de 0,5000 g de uma amostra de sal comum foram dissolvidos em

água. À solução resultante adicionou-se um excesso de nitrato de prata. O

precipitado obtido depois de lavado e seco pesou 1,1100 g. Calcular o teor de

cloreto de sódio no sal analisado.

16/02/2014

16

31

Exercícios

1) Uma massa de 0,5000 g de uma amostra de sal comum foram dissolvidos em

água. À solução resultante adicionou-se um excesso de nitrato de prata. O

precipitado obtido depois de lavado e seco pesou 1,1100 g. Calcular o teor de

cloreto de sódio no sal analisado.

32

Exercícios

2) Uma amostra de 50,00 mL de uma solução contendo Fe (II) e oxidado a Fe (III)

com água de bromo e em seguida precipitado com excesso de NH4OH. O

precipitado obtido depois de lavado, seco e calcinado pesou 0,6400 g de óxido

de ferro III. Calcular a quantidade de ferro (g/L) na solução.

16/02/2014

17

33

Exercícios

2) Uma amostra de 50,00 mL de uma solução contendo Fe (II) e oxidado a Fe (III)

com água de bromo e em seguida precipitado com excesso de NH4OH. O

precipitado obtido depois de lavado, seco e calcinado pesou 0,6400 g de óxido

de ferro III. Calcular a quantidade de ferro (g/L) na solução.

34

Exercícios

3) Um minério de ferro foi analisado realizando a dissolução de uma amostra contendo 3,5500 g em ácido clorídrico 1:1. A solução resultante foi diluída em água e os íons ferro III foram precipitados na forma de hidróxido de ferro III pela adição de solução hidróxido de amônio com concentração 2,0 mol/L. Após a filtração e a lavagem, o sólido foi calcinado a uma temperatura de 750º C por aproximadamente três horas para a total conversão do hidróxido de ferro III em óxido de ferro III. O sólido obtido na calcinação foi pesado em balança analítica e a massa obtida foi 0,6220 g. Sobre esta análise pede-se: (a) A massa de ferro contida na amostra; (b) O teor de ferro na amostra;

2 Fe(s) + 6 HCl(aq) 2 Fe+3(aq) +6 Cl‾(aq) +3 H2(g)

Fe+3(aq) +3 NH4OH(aq) Fe(OH)3(s) + 3 NH4

+(aq)

2 Fe(OH)3(s) Fe2O3(s) + 3 H2O(g)

16/02/2014

18

35

Exercícios

3) Um minério de ferro foi analisado realizando a dissolução de uma amostra contendo 3,5500 g em ácido clorídrico 1:1. A solução resultante foi diluída em água e os íons ferro III foram precipitados na forma de hidróxido de ferro III pela adição de solução hidróxido de amônio com concentração 2,0 mol/L. Após a filtração e a lavagem, o sólido foi calcinado a uma temperatura de 750º C por aproximadamente três horas para a total conversão do hidróxido de ferro III em óxido de ferro III. O sólido obtido na calcinação foi pesado em balança analítica e a massa obtida foi 0,6220 g. Sobre esta análise pede-se: (a) A massa de ferro contida na amostra; (b) O teor de ferro na amostra;

2 Fe(s) + 6 HCl(aq) 2 Fe+3(aq) +6 Cl‾(aq) +3 H2(g)

Fe+3(aq) +3 NH4OH(aq) Fe(OH)3(s) + 3 NH4

+(aq)

2 Fe(OH)3(s) Fe2O3(s) + 3 H2O(g)

36

Exercícios

4) O teor em alumínio numa amostra pode ser determinado por precipitação como uma base e calcinação a Al2O3, que é pesado. Qual a massa de alumínio numa amostra com 0,2365 g de precipitado calcinado? 5) O teor em cálcio presente em uma cápsula de Magnésio Plus® com 1,800 gramas foi determinado por precipitação do cálcio na forma de oxalato de cálcio e este foi calcinado em mufla até a total conversão em óxido de cálcio (CaO). Foram obtidos 0,354 gramas de óxido de cálcio devidamente determinados em balança analítica. Calcular a massa de cálcio presente em uma cápsula Magnésio Plus® e a porcentagem de cálcio presente em cada cápsula.