Química Analítica II - Gravimetria

Química Analítica II - Gravimetria

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A análise gravimétrica ou gravimetria, é um método analítico quantitativo cujo processo envolve a separação e pesagem de um elemento ou um composto do elemento na forma mais pura possível. O elemento ou composto é separado de uma quantidade conhecida da amostra ou substância analisada.

A gravimetria engloba uma variedade de técnicas, onde a maioria envolve a transformação do elemento ou radical a ser determinado num composto puro e estável e de estequiometria definida, cuja massa é utilizada para determinar a quantidade do analito original.

● O peso do elemento ou radical 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 da massa de um ou mais constituintes de uma amostra.

Por medida indireta deve-se entender converter determinada espécie química em uma forma separável do meio em que esta se encontra, para então ser recolhida e, através de cálculos estequiométricos, determinada a quantidade real de determinado elemento ou composto químico, constituinte da amostra inicial.

● A separação do constituinte pode ser efetuada por meios diversos: precipitação química, eletrodeposição, volatilização ou extração.

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

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 obter um precipitado “puro” e que possa ser recuperado com alta eficiência.

Características de um bom precipitado:

- Ter baixa solubilidade - Ser fácil de recuperar por filtração

- 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 são precipitados com um reagente e pesados após secagem. Tabela I - Alguns elementos determinados por gravimetria substância analisada precipitado formado precipitado pesado interferências

Fe Fe(OH)3 Fe

cupferrato

Al, Ti, Cr e muitas outras metais tetravalentes

Al Al(OH)3

Fe,Ti,Cr e muitas

outras idem. Mg não interfere em soluções ácidas

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

Mg MgNH4PO4 Mg2P2O7 todos os metais exceto alcalinos

Zn ZnNH4PO4 Zn2P2O7 todos os metais exceto Mg

Ba BaCrO4 BaCrO4 Pb

Ag AgCl AgCl Hg(I)

Ni Ni(dmg)2b Ni(dmg)2 Pd

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

Alguns agentes precipitantes inorgânicosAlguns agentes precipitantes inorgânicos Alguns agentes precipitantes inorgânicosAlguns agentes precipitantes inorgânicos

Reagentes OrgânicosReagentes Orgânicos Tendem a ser mais seletivos

O pH pode ser utilizado para controlar a seletividade. Ex: em meio alcalino, específico para Mg

8-hidroxiquinolina – reage com mais de 20 cátions metálicos diferentes

Dimetilglioxima - DMGDimetilglioxima - DMG

Forma complexos apenas com Pd – amarelo, complexo fraco

Ni – vermelho claro, complexo muito estável

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

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

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

- O aquecimento pode ser realizado, conforme o caso, em bancada através de um simples aparato ou em muflas, onde temperaturas de 1400°C podem ser alcançadas.

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

L > kg mL > g

Principais etapas da análise gravimétrica do ferro (I)

Exemplo 1: Determinação de ferro em solo

0,485g de uma amostra de solo contendo ferro (I) e (II), foi oxidada e o ferro (II) 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(I) na amostra? Passo 1: Cálculo da massa de Fe+3 Dados do problema:

Amostra contendo
Fe+2 e Fe+3 + H+ --------------- Fe+3+ NH 4OH ------------ Fe2O3. xH2O ---------------- Fe 2O 3
(HNO3) *(agente precipitante) (precipitado já calcinado)

Reações: *digestão = oxidação Fe+2 a Fe+3

Cálculo da massa de Fe+3

2 Fe+3------------------------------ Fe2O3
m Fe+3 --------------------m Fe2O3
159,690mFe+3 = 0,173 g
m Fe+3------------- % Fe+3

% Fe+3=0,173x100 0,485 % Fe+3 = 35,67 %

Exemplo 2:Determinação de cálcio em águas naturais

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