ANÁLISE GRAVIMÉTRICA

A análise gravimétrica ou gravimetria, é um métodoanalítico quantitativo cujo processo envolve a separação epesagem de um elemento ou um composto do elemento naforma mais pura possível. O elemento ou composto é separadode uma quantidade conhecida da amostra ou substânciade uma quantidade conhecida da amostra ou substânciaanalisada.

A gravimetria engloba uma variedade de técnicas, onde amaioria envolve a transformação do elemento ou composto aser determinado num composto puro e estável e deestequiometria definida, cuja massa é utilizada para determinara quantidade do analito original.

● O peso do elemento ou composto pode ser calculado a partir

da fórmula química do composto e das massas atômicas dos

elementos que constituem o composto pesado.

A análise gravimétrica está baseada na medida indireta damassa de um ou mais constituintes de uma amostra.

Por medida indireta deve-se entender converter

ANÁLISE GRAVIMÉTRICA

Por medida indireta deve-se entender converterdeterminada espécie química em uma forma separável do meioem que esta se encontra, para então ser recolhida e, através decálculos estequiométricos, determinada a quantidade real dedeterminado elemento ou composto químico, constituinte daamostra inicial.

A separação do constituinte pode ser efetuada por meios● A separação do constituinte pode ser efetuada por meiosdiversos: precipitação química, eletrodeposição, volatilização ouextração.

ANÁLISE GRAVIMÉTRICA POR PRECIPITAÇÃO

Na gravimetria por precipitação química, o constituinte adeterminar é isolado mediante adição de um reagente capaz deocasionar a formação de uma substância pouco solúvel*.

Precipitação: em linhas gerais segue a seguinte ordem:Precipitação: em linhas gerais segue a seguinte ordem:precipitação > filtração > lavagem > aquecimento > pesagem

*Inicialmente, o item em análise encontra-se em uma forma solúvel em determinado meio.

Propriedades dos Precipitados

Para obter bons resultados, você deve ser capaz de obterum precipitado “puro” e que possa ser recuperado com altaeficiência.

Características de um bom precipitado:

- Ter baixa solubilidade

- Ser fácil de recuperar por filtração

- Não ser reativo com o ar, a água...- Não ser reativo com o ar, a água...

- Ser algo onde o nosso analito seja apenas uma pequena porção do precipitado.

Vários íons podem ser determinados por gravimetria: esses sãoprecipitados com um reagente e pesados após secagem.Tabela I - Alguns elementos determinados por gravimetria

substância

analisada

precip itado

form ado

precip itado

pesado

interferências

Fe Fe(OH ) 3

Fe cupferrato

Fe 2O 3

Fe2O 3

A l, T i, C r e m uitas

outras m etais te travalen tes cupferrato m etais te travalen tes

A l A l(OH ) 3

A l(ox) 3a

A l2O 3

A l(ox) 3

Fe,T i,C r e m uitas

outras idem . M g não interfere

em sol uções ácidas

Ca CaC 2O 4 C aCO 3 ou CaO

todos os m etais exceto alcalinos e M g

M g M gNH 4PO 4 M g 2P 2O 7 todos os m etais exceto

alcalinos

Zn ZnNH 4PO 4 Zn 2P 2O 7 todos os m etais exceto M g

Ba BaCrO 4 B aCrO 4 Pb Ba BaCrO 4 B aCrO 4 Pb

SO 42 - BaSO 4 B aSO 4 NO 3

-, PO 4

3 -, C lO 3

-

C l- AgC l AgC l B r

-, I

-, SCN

-, CN

-, S

2 -,

S 2O 32 -

Ag AgC l AgC l Hg(I)

PO 43 - M gNH 4PO 4 M g 2P 2O 7 M oO 4

2 -, C 2O 42 -, K+

N i N i(dmg) 2b N i(dmg) 2 Pd

aox = oxina (8-hidroxiquinolina) com 1 H+ removido bdmg = dimetildioxima com 1 H+ removido

Alguns agentes precipitantes inorgânicosAlguns agentes precipitantes inorgânicos

Reagentes OrgânicosReagentes Orgânicos

Tendem a ser mais seletivosTendem a ser mais seletivos

8-hidroxiquinolina – reage com mais de 20 cátionsmetálicos diferentes

O pH pode ser utilizado para controlar a seletividade.

Ex: em meio alcalino, específico para Mg

Dimetilglioxima Dimetilglioxima -- DMGDMG

Forma complexos apenas com

Pd – amarelo, complexo fraco

Ni – vermelho claro, complexo muito estávelNi – vermelho claro, complexo muito estável

Uma vez que o Pd não é muito comum, DMG é consideradoespecífico para Ni.

* Nem sempre o constituinte pode ser pesado na mesma formaquímica de precipitação. É que, muitas vezes, uma forma deprecipitação não se constitui em uma adequada forma de pesagem,seja por não possuir uma composição bem definida, seja por nãosuportar o processo de dessecação por aquecimento que quasesempre deve anteceder a pesagem.

- A filtração pode ser efetuada com simples aparatos de vidro (funil devidro) ou porcelana (funil de Büchner), com papéis de filtroapropriados e membranas.

- O aquecimento pode ser realizado, conforme o caso, em bancadaatravés de um simples aparato ou em muflas, onde temperaturas de1400°C podem ser alcançadas.

CÁLCULOS EM ANÁLISE GRAVIMÉTRICA

Os cálculos realizados em gravimetria são relativamente simples,devendo-se ter cuidado especial com a correspondência de unidades, demodo geral:

L > kg

mL > gmL > g

CÁLCULOS EM ANÁLISE GRAVIMÉTRICA

Principais etapas da análise gravimétrica do ferro (III)

Exemplo 1: Determinação de ferro em solo

0,485g de uma amostra de solo contendo ferro (II) e (III), foi oxidada e o ferro (III) precipitado como óxido de ferro hidratado (Fe2O3. xH2O). O precipitado depois de filtrado, lavado e calcinado pesou 0,248g, com o ferro na forma de óxido (Fe2O3).

Qual o conteúdo de ferro(III) na amostra? Passo 1: Cálculo da massa de Fe+3

Dados do problema:m amostra = 0,485gm Fe2O3 = 0,248gm Fe2O3 = 0,248gMAFe = 55,847gMM Fe2O3= 159,690gReações:Amostra contendo ∆

Fe+2 e Fe+3 + H+ ---------------� Fe+3 + NH4OH ------------� Fe2O3. xH2O ----------------� Fe2O3

(HNO3) * (agente precipitante) (precipitado já calcinado)*digestão = oxidação Fe+2 a Fe+3

Cálculo da massa de Fe+32 Fe+3 ------------------------------ Fe2O3

2 mols de Fe+3 ------------------------ 1 mol Fe2O3

2 x MA Fe+3 ----------------- 1x MM Fe2O32 x MA Fe ----------------- 1x MM Fe2O3

m Fe+3 -------------------- m Fe2O3

mFe+3 = 2x55,847x0,248159,690 mFe+3 = 0,173 g

Passo 2: Cálculo da % de Fe+3 na amostra.m amostra ------------ 100%m Fe+3 ------------- % Fe+3

0,485 g -------------- 100%0,173 g -------------- % Fe+3

% Fe+3=0,173x1000,485 % Fe+3 = 35,67 %

Exemplo 2:Determinação de cálcio em águas naturais

O íon cálcio é precipitado na forma do sal orgânico oxalato de cálcio (pouco solúvel) com ácido oxálicoH2C2O4. O precipitado CaC2O4 é coletado em papel de filtro (este será convertido em CO2(gás) eH2O(vapor) pela ação oxidante do O2 atmosférico, sendo estes então eliminados), seco e aquecido até orubro (calcinação). O processo converte o precipitado quantitativamente para óxido de cálcio (cal). Oprecipitado depois de calcinado é resfriado em dessecador e pesado. Usa-se um cadinho previamenteaquecido, resfriado e pesado para a ignição do precipitado. O cálcio em 200mL de amostra de água naturalfoi determinado pela precipitação do cátion como CaC2O4. O precipitado foi filtrado, lavado e calcinado emcadinho com massa de 26,600g. A massa do cadinho, mais o precipitado calcinado (CaO PM=56,08g/mol)foi de 26,713g. Calcule a massa de cálcio (PM=40.08g/mol) por 100mL de amostra de água.

Passo 1: Cálculo da massa de CaO(massa cadinho + massa precipitado) - massa do cadinho = massa de CaO

26,713 - 26,600 = 0,113g mCaO = 0,113g Passo 2: Cálculo da massa de Ca presente no material calcinado:

CaO ----------------------------- Ca+2

1mol de CaO ------------------------------ 1mol Ca+2

1 x MM CaO ------------------------------- 1x MA Ca+2

mCaO-------------------------------- mCa mCa = mCaOxMACa+2

MMCaO mCa = 40,08x0,113 >> mCa = 0,081 g (massa do Ca em 200 mL de amostra)

56,08 Passo 3: Cálculo da massa de Ca em 100 mL de amostra mCa g --------------- 200 mL

x g --------------- 100 mL

x g = mCa x100mL >>> x g = 0,081x100 >>> x g = 0,041 g (massa de Ca em 100 mL de amostra)200mL 200