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Gravimetria
Universidade Federal do EspUniversidade Federal do Espíírito Santo rito Santo -- UFESUFES
Centro UniversitCentro Universitáário do Norte do Esprio do Norte do Espíírito Santo rito Santo -- CEUNES CEUNES
• Curso: Engenharia Química
• Disciplina: Química Analítica
ProfaProfa. . DraDra. Ana Paula Oliveira Costa. Ana Paula Oliveira Costa
Métodos Gravimétricos
São métodos analíticos quantitativos que se baseiam na
determinação da massa de um composto puro ao qual o analito está
quimicamente relacionado.
Ainda no século XX Theodore William Richard (1868 - 1928) . Demonstrou a existência dos isótopos e
pela determinação precisa do peso
atômico de vários elementos. Prêmio Nobel de Química (1914)
Histórico
Durante os séculos XVIII e XIX as técnicas gravimétricas foram responsáveis pela confiabilidade das análises químicas feitas em minérios e materiais industriais.
Determinação Direta
Determinação Indireta
Determinação Indireta
Resumindo
Tipos de Métodos Gravimétricos
Consiste em determinar a quantidade do analito por meio de sua
deposição em um eletrodo.
EletrogravimetriaEletrogravimetria
Moderadamente sensíveis.Bastante precisos e exatos.Não precisam de calibrações.
Características:
Aplicações
O analito é determinado após ser removido da matriz por filtração ou extração.
Ex1.: Determinação do teor de sólidos totais, fixos, voláteis, suspensos e
sedimentáveis em amostras de água para abastecimento público.
Ex 2.: Análise gravimétrica de aerodispersóides sólidos coletados sobre filtros de
membranas.
Gravimetria ParticuladaGravimetria Particulada
É um processo contínuo que envolve a medida da variação da massa de
uma amostra em função do tempo ou da temperatura.
A variação de massa está relacionada com muitos fenômenos, como:
desidratação, sublimação, decomposição, entre outros.
Termogravimetria (TGA)Termogravimetria (TGA)
Utiliza energia química ou térmica que quando aplicadas à amostras fazem com que elas percam massa.
Análise Gravimétrica por VolatilizaçãoAnálise Gravimétrica por Volatilização
NaHCO3 + H2SO4 →→→→ CO2 + H2O + NaHSO4
Determinação de umidade em alimentos.
O método por volatilização só pode ser utilizado se o analito é a única sustância volátil ou se o absorvente é seletivo para o analito.
Gravimetria por Precipitação
� Etapas do método
� Vantagens e desvantagens
� Precipitados
Mecanismo de formação
Tipos
Envelhecimento
Contaminação
� Cálculos
� Aplicações
Vantagens
� Instrumentação simples, barata e fácil de manter.
� A faixa de aplicação é o limite de sensibilidade da balança.
� É um método absoluto.
� Facilidade de execução e boa reprodutibilidade.
4. An4. Anáálise Gravimlise Graviméétrica por Precipitatrica por Precipitaççãoão
Desvantagens
� Sujeito a erros acumulativos.
� Longo tempo de execução e várias etapas.
� Pouca praticidade.
� Necessidade de reagentes precipitantes determinados.
� A exatidão dos resultados é limitada.
O analito é convertido a um precipitado pouco solúvel, após a adição de um agente precipitante à solução.
Requisitos para reaRequisitos para reaçções de precipitaões de precipitaççãoão
Agente precipitanteAgente precipitante
• Facilmente filtrado e lavado
• Baixa solubilidade
• Alta pureza
• Partículas grandes
• Especificidade
• Seletividade
PrecipitadoPrecipitado
Forma de pesagemForma de pesagem• Composição química definida
• Não deve ser higroscópico
• Não deve ser volátil
• Deve ser estável
Pesagem
Formação do precipitado
Tratamento térmico
Filtração
Lavagem
EtapasGravimetria por precipitação Digestão
Preparo da amostra
Agentes InorgânicosAgentes Inorgânicos
Reagente Estrutura Metais precipitados
DimetilglioximaNi(II) em NH3 ou tampão acetato Pd(II) em HCl(M2++2HR=MR2+2H
+)
Alfa-benzoinoxima
(cupron)
Cu(II) em NH3 e tartarato Mo(VI) e W(VI) em
H+
(M2++H2R=MR+2H+;
M2+ = Cu2+, MoO2+, WO2
2+)óxido metálico pesado
Hidroxilamina
nitrosofenilamonium
(cupferron)
Fe(III), V(V), Ti(IV), Zr(IV), Sn(IV), U(IV)
(Mn++nNH4R=MRn+nNH4+)
óxido metálico pesado
8-hidroxiquinolina
(oxina)
Vários metais. Útil para Al(III) e Mg(II)
(Mn++nHR=MRn+nH+)
Agentes Orgânicos
Tipos de precipitados
Precipitados graudamente cristalinos
Precipitados finamente cristalinos
Precipitados grumosos
Precipitados gelatinosos
Nucleação Crescimento dos cristais
Formação de precipitados
KClO4
BaSO4
AgClO
Al(OH)3
• Quando uma solução contém mais soluto que o que deveria estar presente dizemos dizemos que ela está supersaturada.
• Em uma solução muito supersaturada, a nucleação ocorre mais rapidamente que o crescimento das partículas.
Tipos de nucleação
• Nucleação homogênea – em que ocorre a formação de núcleos pela orientação adequadas das partículas.• Nucleação heterogênea – com agregação ocorrendo em torno de diminutas partículas de impurezas.
� Usar soluções diluídas do reagente;
� Adição lenta do reagente precipitante e sob forte agitação;
� Realizar a precipitação a temperatura elevada;
� Realizar a precipitação de forma que o precipitado seja altamente solúvel.
Pesagem
Formação do precipitado
Tratamento térmico
Lavagem
Digestão
Preparo da amostra
Filtração
Contaminação do precipitado
Contaminação mecânica
Inclusão / oclusão
Adsorção superficial
Precipitado permanece em contato com a solução-mãe e uma 2ªsubstância insolúvel se forma no precipitado existente.
O precipitado pode reter impurezas da solução-mãe.
Pós-precipitação Coprecipitação
• É mais comum em precipitados coloidais devido à maior área superficial, mas também ocorre em sólidos cristalinos.
• O íon contaminante adsorvido na superfície do colóide e o seu contra-íon de carga oposta na solução adjacente à partícula são arrastados na forma de um contaminante superficial.
• Exemplo: na precipitação de AgCl, o AgNO3 é um composto solúvel, écoprecipitado com o AgCl.
Coprecipitação
Adsorção Superficial
• Um íon contaminante substitui um íon da rede cristalina do precipitado.
• É mais provável quando o íon da impureza tem tamanho e carga semelhante ao
de um dos íons do produto.
• Ocorre tanto para colóides quanto para cristais.
• O crescimento lento do cristal reduz este tipo de coprecipitação.
CACACACACACACACACACACACAACACACACACACACACACACACACCACACACA M CACACACACACACAACACACACACACACACA M CACACCACACACACACACACACACACACAACA M CACACACACACACACACACCACACACACACACACACACACACA
Isomórfica Não-isomórfica
Íon Ra2+ Ba2+ Ca2+
Raio (ºA) 1,52 1,43 1,06
CACACACxCACACACACACACACAACACACACACACACACACACACACCACACACACACACACACACACACA
ACACxCACACACACACAxCACACCACACACACACACACACACACACA
ACA x CACACACACACACACACACCACACACACACACACACACACACA
Inclusão
Pesagem
Formação do precipitado
Tratamento térmico
Lavagem
Digestão
Preparo da amostra
Filtração
Filtração por sucção
Para temperaturas baixas. Para temperaturas elevadas.
Filtração por ação da gravidade
Pesagem
Formação do precipitado
Tratamento térmico
Lavagem
Digestão
Preparo da amostra
Filtração
Pesagem
Formação do precipitado
Tratamento térmico
Lavagem
Digestão
Preparo da amostra
Filtração
Substância
analisada
Precipitado
formado
Precipitado
pesadoInterferências
FeFeFe(OH)
3
Fe cupferrato
Fe2O
3
Fe2O
3
Al, Ti, Cr e muitos outros metais tetravalentes
AlAlAl(OH)
3
Al(ox)3
a
Al2O
3
Al(ox)3
Fe,Ti,Cr e muitas outras
idem. Mg não interfere em soluções ácidas
CaCa CaC2O
4CaCO
3ou CaO todos os metais exceto alcalinos e Mg
MgMg MgNH4PO
4Mg
2P
2O
7 todos os metais exceto alcalinos
ZnZn ZnNH4PO
4Zn
2P
2O
7 todos os metais exceto Mg
POPO4433-- MgNH
4PO
4Mg
2P
2O
7 MoO42-, C2O4
2-, K+
Ba BaCrO4 BaCrO4 Pb
SO42- BaSO4 BaSO4 NO3
-, PO43-, ClO3
-
Cl- AgCl AgCl Br-, I-, SCN-, CN-, S2-, S2O32-
Ag AgCl AgCl Hg(I)
Ni Ni(dmg)2b Ni(dmg)2 Pd
Nem sempre, o constituinte é pesado na forma que foi precititado.
Análise Gravimétrica
Cálculo de resultados na análise gravimétrica
Fator gravimétrico
Exemplo: calcular o fator gravimétrico do enxofre no sulfato de bário
F = Massa atômica do SMassa molar do BaSO4
= 32,06
233,40=
F é o número de gramas do constituinte contido em uma grama da forma de pesagem
0,13736