Gravimetria

Universidade Federal do EspUniversidade Federal do Esprito Santo rito Santo -- UFESUFES

Centro UniversitCentro Universitrio do Norte do Esprio do Norte do Esprito Santo rito Santo -- CEUNES CEUNES

Curso: Engenharia Qumica

Disciplina: Qumica Analtica

ProfaProfa. . DraDra. Ana Paula Oliveira Costa. Ana Paula Oliveira Costa

Mtodos Gravimtricos

So mtodos analticos quantitativos que se baseiam na

determinao da massa de um composto puro ao qual o analito est

quimicamente relacionado.

Ainda no sculo XX Theodore William Richard (1868 - 1928) . Demonstrou a existncia dos istopos e

pela determinao precisa do peso

atmico de vrios elementos. Prmio Nobel de Qumica (1914)

Histrico

Durante os sculos XVIII e XIX as tcnicas gravimtricas foram responsveis pela confiabilidade das anlises qumicas feitas em minrios e materiais industriais.

Determinao Direta

Determinao Indireta

Determinao Indireta

Resumindo

Tipos de Mtodos Gravimtricos

Consiste em determinar a quantidade do analito por meio de sua

deposio em um eletrodo.

EletrogravimetriaEletrogravimetria

Moderadamente sensveis.Bastante precisos e exatos.No precisam de calibraes.

Caractersticas:

Aplicaes

O analito determinado aps ser removido da matriz por filtrao ou extrao.

Ex1.: Determinao do teor de slidos totais, fixos, volteis, suspensos e

sedimentveis em amostras de gua para abastecimento pblico.

Ex 2.: Anlise gravimtrica de aerodispersides slidos coletados sobre filtros de

membranas.

Gravimetria ParticuladaGravimetria Particulada

um processo contnuo que envolve a medida da variao da massa de

uma amostra em funo do tempo ou da temperatura.

A variao de massa est relacionada com muitos fenmenos, como:

desidratao, sublimao, decomposio, entre outros.

Termogravimetria (TGA)Termogravimetria (TGA)

Utiliza energia qumica ou trmica que quando aplicadas amostras fazem com que elas percam massa.

Anlise Gravimtrica por VolatilizaoAnlise Gravimtrica por Volatilizao

NaHCO3 + H2SO4 CO2 + H2O + NaHSO4

Determinao de umidade em alimentos.

O mtodo por volatilizao s pode ser utilizado se o analito a nica sustncia voltil ou se o absorvente seletivo para o analito.

Gravimetria por Precipitao

Etapas do mtodo

Vantagens e desvantagens

Precipitados

Mecanismo de formao

Tipos

Envelhecimento

Contaminao

Clculos

Aplicaes

Vantagens

Instrumentao simples, barata e fcil de manter.

A faixa de aplicao o limite de sensibilidade da balana.

um mtodo absoluto.

Facilidade de execuo e boa reprodutibilidade.

4. An4. Anlise Gravimlise Gravimtrica por Precipitatrica por Precipitaoo

Desvantagens

Sujeito a erros acumulativos.

Longo tempo de execuo e vrias etapas.

Pouca praticidade.

Necessidade de reagentes precipitantes determinados.

A exatido dos resultados limitada.

O analito convertido a um precipitado pouco solvel, aps a adio de um agente precipitante soluo.

Requisitos para reaRequisitos para reaes de precipitaes de precipitaoo

Agente precipitanteAgente precipitante

Facilmente filtrado e lavado Baixa solubilidade Alta pureza Partculas grandes

Especificidade Seletividade

PrecipitadoPrecipitado

Forma de pesagemForma de pesagem Composio qumica definida No deve ser higroscpico No deve ser voltil Deve ser estvel

Pesagem

Formao do precipitado

Tratamento trmico

Filtrao

Lavagem

EtapasGravimetria por precipitao Digesto

Preparo da amostra

Agentes InorgnicosAgentes Inorgnicos

Reagente Estrutura Metais precipitados

DimetilglioximaNi(II) em NH3 ou tampo 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+)xido metlico pesado

Hidroxilamina

nitrosofenilamonium

(cupferron)

Fe(III), V(V), Ti(IV), Zr(IV), Sn(IV), U(IV)

(Mn++nNH4R=MRn+nNH4+)

xido metlico pesado

8-hidroxiquinolina

(oxina)

Vrios metais. til para Al(III) e Mg(II)

(Mn++nHR=MRn+nH+)

Agentes Orgnicos

Tipos de precipitados

Precipitados graudamente cristalinos

Precipitados finamente cristalinos

Precipitados grumosos

Precipitados gelatinosos

Nucleao Crescimento dos cristais

Formao de precipitados

KClO4

BaSO4

AgClO

Al(OH)3

Quando uma soluo contm mais soluto que o que deveria estar presente dizemos dizemos que ela est supersaturada.

Em uma soluo muito supersaturada, a nucleao ocorre mais rapidamente que o crescimento das partculas.

Tipos de nucleao

Nucleao homognea em que ocorre a formao de ncleos pela orientao adequadas das partculas. Nucleao heterognea com agregao ocorrendo em torno de diminutas partculas de impurezas.

Usar solues diludas do reagente; Adio lenta do reagente precipitante e sob forte agitao; Realizar a precipitao a temperatura elevada; Realizar a precipitao de forma que o precipitado seja altamente solvel.

Pesagem

Formao do precipitado

Tratamento trmico

Lavagem

Digesto

Preparo da amostra

Filtrao

Contaminao do precipitado

Contaminao mecnica

Incluso / ocluso

Adsoro superficial

Precipitado permanece em contato com a soluo-me e uma 2substncia insolvel se forma no precipitado existente.

O precipitado pode reter impurezas da soluo-me.

Ps-precipitao Coprecipitao

mais comum em precipitados coloidais devido maior rea superficial, mas tambm ocorre em slidos cristalinos.

O on contaminante adsorvido na superfcie do colide e o seu contra-on de carga oposta na soluo adjacente partcula so arrastados na forma de um contaminante superficial.

Exemplo: na precipitao de AgCl, o AgNO3 um composto solvel, coprecipitado com o AgCl.

Coprecipitao

Adsoro Superficial

Um on contaminante substitui um on da rede cristalina do precipitado.

mais provvel quando o on da impureza tem tamanho e carga semelhante ao

de um dos ons do produto.

Ocorre tanto para colides quanto para cristais.

O crescimento lento do cristal reduz este tipo de coprecipitao.

CACACACACACACACACACACACAACACACACACACACACACACACACCACACACA M CACACACACACACAACACACACACACACACA M CACACCACACACACACACACACACACACAACA M CACACACACACACACACACCACACACACACACACACACACACA

Isomrfica No-isomrfica

on Ra2+ Ba2+ Ca2+

Raio (A) 1,52 1,43 1,06

CACACACxCACACACACACACACAACACACACACACACACACACACACCACACACACACACACACACACACA

ACACxCACACACACACAxCACACCACACACACACACACACACACACA

ACA x CACACACACACACACACACCACACACACACACACACACACACA

Incluso

Pesagem

Formao do precipitado

Tratamento trmico

Lavagem

Digesto

Preparo da amostra

Filtrao

Filtrao por suco

Para temperaturas baixas. Para temperaturas elevadas.

Filtrao por ao da gravidade

Pesagem

Formao do precipitado

Tratamento trmico

Lavagem

Digesto

Preparo da amostra

Filtrao

Pesagem

Formao do precipitado

Tratamento trmico

Lavagem

Digesto

Preparo da amostra

Filtrao

Substncia

analisada

Precipitado

formado

Precipitado

pesadoInterferncias

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 no interfere em solues cidas

CaCa CaC2O4 CaCO3 ou CaO todos os metais exceto alcalinos e Mg

MgMg MgNH4PO4 Mg2P2O7 todos os metais exceto alcalinos

ZnZn ZnNH4PO4 Zn2P2O7 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 pesado na forma que foi precititado.

Anlise Gravimtrica

Clculo de resultados na anlise gravimtrica

Fator gravimtrico

Exemplo: calcular o fator gravimtrico do enxofre no sulfato de brio

F = Massa atmica do SMassa molar do BaSO4

= 32,06

233,40=

F o nmero de gramas do constituinte contido em uma grama da forma de pesagem

0,13736