2- Aula sobre o método de Gravimetria.pptx

Conteúdo teórica sobre análise gravimétrico a

1. QUÍMICA ANALÍTICA II GRAVIMETRIA Profa. Mirelly Miranda

2. Gravimetria 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, determinar 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 .

3. Tipos Os tipos diferem na preparação da amostra: Gravimetria física- é o tipo mais comum usado em engenharia ambiental. Ela envolve a separação física e classificação da matéria em amostras ambientais com base na volatilidade e tamanho de partícula. Termogravimetria - as amostras são aquecidas e as mudanças na massa da amostra são gravadas. Análise de sólidos voláteis é um importante exemplo deste tipo de análise gravimétrica.

4. Gravimetria Na gravimetria por precipitação química , o constituinte a determinar e isolado mediante adição de um reagente capaz de ocasionar a formação de uma substância pouco solúvel*. Inicialmente, o item em análise encontra-se em uma forma solúvel em determinado meio. Precipitação: em linhas gerais segue a seguinte ordem: precipitação > filtração > lavagem > aquecimento > pesagem

5. Gravim e t r ia Agente pr e ci p ita n te amostra pr e ci p ita d o se p ar a ção filtração secagem/ ca l ci n aç ã o pesagem cálculos

6. É o processo de isolar e de pesar um elemento, ou um composto definido de um elemento, na forma mais pura possível. O elemento, ou o composto, é separado de uma amostra pesada da substância sujeita à análise Grande parte das determinações na análise gravimétrica refere- se à transformação do elemento a ser determinado Composto estável e puro, que possa ser convertido, com facilidade, numa forma apropriada para pesagem Gravim e t r ia

7. Gravimetria Por que continua-se utilizando análise gravimétrica? DESVANTAGEM: Em geral, muito demorada. VANTAGENS – É ex a t a e p r ecisa q ua n d o se us a m a s b al a nça s analíticas modernas ; – É possível controlar as possíveis fontes de erro O s fil t r ad os p odem s e r e n s aiados p a r a verific a r se a precipitação foi completa Os precipitados podem ser examinados em busca de presença de impurezas

8. Gravim e t r ia - Tem a grande vantagem de ser um método absoluto É um método que envolve a medição direta sem a necessidade de nenhuma forma de calibração – As d e te r minações p o d e m ser feit as com a pa r elh o s relativamente baratos. APLICAÇÃO GERAL Em análises que exigem elevada exatidão Embora a natureza demorada da gravimetria limite esta aplicação a um pequeno número de determinações.

9. Gravimetria Vári o s ío n s po d e m s er d e te r mi n a d o s p or gravime t r i a : esses s ã o precipitados com um reagente e pesados após secagem.

10. MÉTODOS DE PRECIPITAÇÃO São talvez os mais importantes de que trata gravimétrica. a an á li s e O constituinte a ser determinado é precipitado da solução numa forma que seja tão pouco solúvel que não haja perda apreciável quando o precipitado for separado por filtração e pesado. Exemplo: Determinação de prata Solução de prata é tratada com excesso de NaCl ou KCl, o precipitado é filtrado, lavado, para remoção de sais solúveis, dessecado a 130-150 C e pesado como AgCl.

11. MÉTODOS DE PRECIPITAÇÃO Frequentemente o constituinte que se determina é pesado numa forma diferente daquela que foi precipitado. O magnésio é precipitado como fosfato de amônio e magnésio, Mg(NH 4 )PO 4 .6H 2 O, mas é pesado, depois de calcinação, como pirofosfato Mg 2 P 2 O 7 .

12. FATORES QUE DETERMINAM O ÊXITO DE UMA ANÁLISE POR PRECIPITAÇÃO – O p r e cipi t ado dev e ser t ã o insol ú ve l q ue não ha j a perdas apreciáveis quando for recolhido por filtração. Isso significa que a quantidade que permanece em solução não excede ao mínimo perceptível pela balança analítica comum, ou seja, 0,1mg. – A natureza física do precipitado deve ser tal que possa ser separado da solução por filtração e possa ser lavado até estar isento de impurezas solúveis. As partículas tenham um tal tamanho que não passem através do meio filtrante

13. FATORES QUE DETERMINAM O ÊXITO DE UMA ANÁLISE POR PRECIPITAÇÃO As dimensões das partículas não sejam afetadas (pelo menos não sejam diminuídas) pelo processo de lavagem 3 – O precipitado deve ser conversível a uma substância pura de composição química definida Calcinação ou por evaporação num solvente apropriado

14. Gravimetria A formação dos precipitados é um processo cinético , e o controle da velocidade de formação e de outras condições , em certa extensão, permite conduzir a precipitação de maneira a separar a fase sólida desejada com as melhores características físicas possíveis. O tamanho da partícula do precipitado e influenciado por variáveis experimentais como: Solubilidade do precipitado, Temperatura, Concentrações dos reagentes Velocidade com que os reagentes são misturados (agitação). O tamanho das partículas é uma característica muito importante, pois dele depende em grande parte, a qualidade do precipitado quanto a filtrabilidade.

15. Gravimetria p ar tíc u l a s g r andes s ã o O s p rec ipitados c on s tituí d o s p o r desejáveis nos procedimentos grav i métri c os p o r q ue e ss a s partículas são fáceis de filtrar e de lavar visando a remoção de impurezas, além de serem mais puros que aqueles formados por partículas pequenas.

16. PRECIPITAÇÃO DE UMA SOLUÇÃO HOMOGÊNEA Procedimentos gravimétricos clássicos Aco n selh a - s e adic i o n ar lentame n t e u ma soluç ã o d i l uí d a do reagente precipitante, acompanhado de agitação. Manter um baixo grau de supersaturação durante a precipitação Obtenção de partículas maiores, mais perfeitas e mais puras, de acordo com a teoria de von Weimarn No entanto, mesmo assim cria-se uma zona de contato entre duas soluções relativamente concentradas. Surgimento de inúmeras partículas pequenas

17. PRECIPITAÇÃO DE UMA SOLUÇÃO HOMOGÊNEA Técnica de precipitação de uma solução homogênea O reagente precipitante não é adicionado à solução Gerado por meio de uma reação química cineticamente lenta e homogênea em todo o seio da solução Formação de cristais maiores e mais puros Esse tipo de precipitação pode ser aplicado para qualquer sistema no qual o reagente de interesse possa ser gerado lenta e uniformemente. As reações químicas úteis são aquelas que podem gerar o íon ou composto de interesse ou que produzam íons H + ou OH - A fim de aumentar ou abaixar o pH da solução

18. PRECIPITAÇÃO DE UMA SOLUÇÃO HOMOGÊNEA EXEMPLOS 1 – Uso da hidrólise da uréia em solução quente produzindo amônia e dióxido de carbono, aumentando o pH do meio: Neste processo o CO 2 é eliminado por aquecimento da solução até a ebulição e a geração lenta de amônia vai resultar num aumento gradual do pH da solução. A uréia é usada na precipitação de hidróxidos de certos metais Os precipitados assim formados apresentam propriedades mais convenientes para uma análise gravimétrica que o precipitado obtido pela simples adição de amônia.

19. PRECIPITAÇÃO DE UMA SOLUÇÃO HOMOGÊNEA A precipitação de uma solução homogênea é usada para: melhorar separações; formar partículas cristalinas grandes; produzir precipitados mais puros e fáceis de filtrar.

20. INFLUÊNCIA DAS CONDIÇÕES DE PRECIPITAÇÃO O tamanho e o hábito (forma) dos cristais P re c ipi t a d o Condições de formação do precipitado Envelhecimento ou recristalização O efeito das condições de precipitação sobre o tamanho das partículas Von Weimarn

21. INFLUÊNCIA DAS CONDIÇÕES DE PRECIPITAÇÃO Para se obter partículas maiores é necessário misturar soluções diluídas dos reagentes Análise gravimétrica recomenda-se uso de solução reagente diluída, adicionada lentamente e sob agitação Manter o baixo grau de supersaturação durante a precipitação Outra maneira de se manter baixo grau de supersaturação: condições de elevada solubilidade Precipitação em solução quente Resfriamento da solução:  S e precipitação quantitativa do precipitado

22. DIGESTÃO DE PRECIPITADOS Digestão: operação na qual o precipitado permanece em contato com a solução-mãe, durante um certo tempo, no qual podem ocorrer transformações Envelhecimento dos Precipitados Conjunto de transformações irreversíveis que ocorrem em um precipitado quando em contato com a sua água-mãe 1. Amadurecimento de Ostwald: Partículas menores são mais solúveis Dissolução Reprecipitação sobre as partículas maiores

23. CONTAMINAÇÃO DOS PRECIPITADOS Precipitados podem arrastar da solução outros constituintes que são normalmente solúveis Nem sempre são removidos por simples lavagem Impurezas são a maior fonte de erros na análise gravimétrica Coprecipitação P ó s - p r e cip i t a çã o

24. CONTAMINAÇÃO DOS PRECIPITADOS Co p recip i t a çã o : s ubstâncias sol ú vei s i ncor p or a m- s e ao precipitado durante o seu crescimento. Coprecipitação por Adsorção na Superfície (Oclusão) Oclusão Se um precipitado cresce muito rapidamente, alguns contra-íons não têm tempo de escapar da superfície contra-íons formação rápida do precipitado

25. CONTAMINAÇÃO DOS PRECIPITADOS A impureza é adsorvida na superfície do precipitado À medida que as partículas crescem o íon contaminante fica ocluído Estes íons não substituem cátions nem ânions no precipitado normal Cristal impuro e imperfeito

26. CONTAMINAÇÃO DOS PRECIPITADOS Pós-precipitação Ocorre durante a digestão, no processo de envelhecimento do precipitado Mg 2+ Ca 2+ Mg 2+ CaC 2 O 4 CaC 2 O 4 Mg 2+ MgC 2 O 4 tempo