Gravimetria

Gravimetria inclui todos os métodos de análise, em que o sinal analítico é uma medição da massa ou uma alteração na massa.

A Gravimetria consiste em operações para se determinar a quantidade de um constituinte de uma amostra, por pesagem direta do elemento puro ou de um de seus derivados, cuja composição é conhecida e bem definida.

Gravimetria é a medição quantitativa de uma substância por pesagem numa forma pura e sólida da substância a analisar. Obtenção de sólidos puros a partir de soluções contendo uma quantidade desconhecida de um ião de metal é feita por precipitação.

Desde que a análise gravimétrica é uma medida absoluta, é o principal método para a análise e preparação de padrões primários

Gravimetria ou Análise Gravimétrica

“Processo de isolar ou de pesar um composto definido de um elemento na forma mais pura possível. O analito é separado de uma amostra pesada sujeita a análise.”

“Método analítico em que o constituinte desejado é separado da amostra em uma forma pura, com composição química bem definida, que é então pesado. Também pode ser realizada através da perda de peso que ocorre pela evaporação ou volatilização do composto separado dos interferentes.”

Uma grande parte das determinações gravimétricas refere-se a transformação do elemento a ser determinado em um composto estável e puro que possa ser convertido numa forma apropriada para a pesagem.

Análise gravimétrica

Vantagem

O método permite exatidão elevada;
Instrumentação simples e barata;
O método é absoluto e não depende de padrões

Desvantagem

Procedimentos laboratoriais demorados;
Não é aplicável a análise de traços;
Erros no processo de precipitação;
Perdas de precipitados nas etapas de transferência, filtração, lavagem e secagem.

Métodos Gravimétricos

Toda a análise gravimétrica depende de alguma determinação final de peso como um meio de quantificação de uma substância.

Já que o peso pode ser medido com maior precisão do que quase qualquer outra propriedade fundamental, análise gravimétrica é potencialmente uma das classes mais precisas de métodos analíticos disponíveis.

Estes métodos estão entre as mais antigas de técnicas analíticas, e eles podem ser demorado e enfadonho. As amostras podem ter que ser extensivamente tratados para remoção de substâncias interferentes. Como resultado, apenas uma muito poucos métodos gravimétricos são atualmente utilizados em análise ambiental.

Existem quatro tipos fundamentais de análise gravimétrica: gravimétrica física, termogravimetria, análise gravimétrica precipitative, e eletrodeposição.

Estes diferem na preparação da amostra antes da pesagem da substância a analisar. 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 (por exemplo, sólidos suspensos totais). Com 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. Como o nome implica, a precipitação gravimetria baseia-se na precipitação química de uma substância a analisar. Sua aplicação mais importante no campo ambiental é com a análise de sulfito. A eletrodeposição envolve a redução eletroquimica dos iões de metal a um cátodo, e a deposição simultânea dos iões sobre o cátodo.

Análise Gravimétrica

Análise gravimétrica é um método macroscópico que envolve amostras relativamentegrandes em comparação com outros procedimentos analíticos quantitativosGravimetria trata-se da obtenção, por tratamento químico da substância sob análise, e da pesagem de um composto do elemento na forma mais pura possível.

As determinaçõesgravimétricas tradicionais tratam da transformação do elemento, íon, ou radical, a ser determinado, em uns compostos puros e estáveis, adequados para pesagem direta, ou que possa ser convertido em outra substância química que possa ser quantificada sem muitadificuldade.A massa do elemento, original pode, então, ser calculada a partir da fórmula docomposto e das massas atômicas relativas de seus elementos.

Os procedimentos gravimétricos tradicionais são essencialmente manuais e trabalhosos,sendo, em geral, demorada a análise gravimétrica, tendo, porém tais vantagens:

Acurada e precisa se forem usadas balanças analíticas modernas.

Facilidade na identificação de possíveis fontes de erros. Porque os filtrados podemser testados para avaliar o término da precipitação e os precipitados podem ser analisados quanto à presença de impurezas.

É um método absoluto, isto é, envolve uma medida direta, sem necessidade decalibração.

As determinações podem ser feitas com aparelhagem relativamente barata. Os itensmais caros são os fornos elétricos e os cadinhos de platina.

É possível obter alto grau de acurácia e, mesmo nas lições normais de laboratórios, alcançar resultados redutíveis com margem de 0.3 a 0.5%.

Existem duas principais aplicações dosmétodos gravimétricos:

Análise de padrões, para no teste e calibração de técnicas instrumentais.

Análise de alta precisão. O tempo necessário para análise gravimétrica, entretanto,limita esta aplicação, a um número pequeno de determinações.

Príncipios gerais da Análise Gravimétrica

A base da análise gravimétrica é a pesagem de uma substância (constituinte separado daamostra na forma de uma fase pura, com composição química bem definida) obtida pela por precipitação, volatilização, eletrodeposição ou extração, sendo esta substância então pesada, (no caso de precipitação). A partir da massa dessa última (sub-pesada). Acha-se amassa do constituinte através de relações estequiométricas.

Na gravimetria por precipitação o constituinte a determinar é isolado mediante adição deum reagente capaz de formar com aquele, um composto pouco solúvel. Os reagentesorgânicos têm maior vantagem, por produzirem compostos, pouco solúveis normalmentecoloridos, de massas moleculares elevadas. Isto significa que se obtém uma quantidade de precipitado maior, a partir de uma pequena quantidade de íons a determinar.

Uma classificação rígida dos reagentes orgânicos é difícil, porém, os mais importantes sãoos que formam quelatos complexos, com um ou mais anéis (normalmente de 6 átomos,incluindo o íon metálico). A formação de anéis aumenta consideravelmente a estabilidade.Pode-se classificar estes reagentes levando em consideração o número de prótonsdeslocados de uma molécula neutra durante a formação do anel. A aplicação dos reagentesorgânicos na análise baseia-se no estudo da constituinte de formação do compostocoordenado (que é uma medida de sua forma de estabilidade dos complexos e dosequilíbrios de precipitação envolvidos, particularmente na produção de quelatos neutros).

Nem sempre o constituinte pode ser pesado na mesma forma química de precipitação, asvezes o precipitado resultante pode ser pesado após secagem na temperatura adequada. Emoutros casos a composição do precipitado tem de ser convertida (por calcinação), ao óxidometal. Em poucos casos pode-se usar um método titrimétrico que utiliza o complexoorgânico precipitado quantitativamente.

São três os fatores que determinam o sucesso de uma análise por precipitação:

1. O precipitado deve ser insolúvel o bastante para que não ocorram perdas apreciáveisna filtração. A quantidade de analito que permanece na solução não deve exceder 0.1mg, o limite de seção das balanças analíticas comuns. Na análise faz-se uso deexcesso de precipitante, a solubilidade do precipitante é reprimida por efeito do íoncomum.Este excesso deve ser, entretanto, usado sob controle, a fim de eletrólitosinertes e de formação de complexos, sobre a solubilidade dos precipitados.
2. O precipitado deve ser separado facilmente da solução por filtração e pode ser lavado para a eliminação completa das impurezas solúveis.Estas condições exigemque as partículas não atravessem o meio filtrante e que o tamanho das partículas nãoseja reduzido durante a lavagem.Usa-se técnicas usuais de filtração através de papelou cadinhos filtrantes. Um precipitado constituído de grandes cristais pode ser recolhido sobre um material filtrante bastante poroso e a operação é rápida, porém,um sólido finamente dividido requer um material filtroso denso, a operação serámais lenta.
3. O precipitado deve poder ser convertido em uma substância pura de composiçãoquímica definida. Isto pode ser conseguido por calcinação ou por uma operaçãoquímica simples, como a evaporação de uma solução apropriada.

Às vezes é necessário coagular ou flocular a dispersão coloidal de um precipitadosólido finamente dividido para permitir a filtração e impedir a repeptização durante alavagem. Propriedades de colóides são, em geral, típicas de substâncias em que otamanho das partículas varia entre 0.1nm e 1nm. O papel de filtro quantitativo comumretém partículas de diâmetro de até 10 -2 nm ou 10nm. Por isto, as soluções coloidaiscomportam-se como soluções verdadeiras e não podem ser filtradas( o tamanho dasmoléculas é da ordem de 0.1nm ou 10 -8 cm).

Outra dificuldade que pode ocorrer é a supersaturação. A concentração do soluto emuma solução supersaturada é maior do que o esperado para situação de equilíbrio emuma dada temperatura. É, portanto, um estado instável.O estado de equilíbrio pode ser estabelecido por adição de um cristal do soluto puro( procedimento conhecido como“semear”a solução) ou por estímulo so início da cristalização, por exemplo, raspando ointerior frasco.

Requisitos que atendam a forma de pesagem

Possuir uma composição perfeitamente bem definida. Somente assim a pesagemfinal na determinação gravimétrica poderá servir de base para o cálculo do resultadoda análise.

A forma de pesagem não deve ser inconvenientemente higroscópica.

É desejável que o precipitado possa ser convertido na forma de pesagem a umatemperatura relativamente baixa e, de outra parte, que a forma de pesagem suportetemperaturas relativamente altas; então, a conversão do precipitado na forma de pesagem poderá ser efetuada sem controle de temperatura.

Por último, é conveniente que uma pequena quantidade do constituinte a determinar origine uma quantidade relativamente grande da forma de pesagem. Chama-se fator gravimétrico o número de gramas do constituinte contido em um grama da forma de pesagem. Quanto menor o fator gravimétrico, menor a quantidade determinável doconstituinte, isto é, mais sensível o método.

Após a obtenção e filtração, o precipitado ainda precisa ser tratado. Além da água dasolução, o precipitado pode ter outros quatro tipos de água:

1. Água adsorvida, presente em todas as superfícies de sólido em quantidadeque depende da umidade da atmosfera.
2. Água ocluída, presente em soluções sólidas ou em cristais.
3. Água sorvida, associada a substâncias com óxidos hidratados.
4. Água essencial, presente como água de hidratação oucristalização(CaC 2 O 4 .H 2 O ou Mg(NH 4 )Po 4 ) ou como água de constituição,formada durante o aquecimento (Ca(OH) 2 __CaO +H 2 O

Além da produção de água, a calcinação de precipitado leva comunente à decomposiçãotérmica, envolvendo dissociação de sais em ácidos e bases como, por exemplo, adecomposição de carbonatos e sulfatos. As temperaturas de decomposição dependem,obviamente, da estabilidade térmica.

As temperaturas de secagem e calcinação dos precipitados para obtenção do compostoquímico desejado podem ser determinada pelo estudo das curvas termogravimétricas decada substância.

Muitos dos problemas associados à análise gravimétrica podem ser superados através dosseguintes procedimentos:

A precipitação deve ser bem diluída, levando-se sem conta a solubilidade do precipitado, o tempo necessário para a filtração e, também, as operaçõessubseqüentes com o filtrado. Isto diminui os erros devido a co-precipitação.

Reagentes devem ser misturados lentamente, com agitação constante, para reduzir supersaturação e facilitar o crescimento de cristais. Um pequeno excesso doreagente é normalmente suficiente, porém em certos casos, é necessário usar um grande excesso de reagente. A precipitação pode ser feita em condições queaumentem a solubilidade do precipitado, reduzindo, assim, a supersaturação grande excesso de reagente. A precipitação pode ser feita em condições queaumentem a solubilidade do precipitado, reduzindo, assim, a supersaturação.

Se a solubilidade e a estabilidade do precipitado permitirem, a precipitação deve ser feita em soluções quentes. As soluções devem ser aquecidas até uma temperaturaligeiramente inferior ao ponto de ebulição.

Quando a temperatura é mais elevada a solubilidade aumenta e a supersaturação émenos provável, a coagulação é favorecida, a velocidade de cristalização aumenta, permitindo a formação de cristais mais perfeitos.

O tempo de digestão dos precipitado cristalinos deve ser maior o possível. Deixe omaterial em repouso, de preferência durante a noite, exceto em casos que podeocorrer pós-precipitação.Use, como regra, um banho-maria. Isto reduz o efeito deco-precipitação e o precipitado resultante é filtrado mais facilmente. A digestão tem pouco efeito sobre precipitados amorfos ou gelatinosos.

O precipitado deve ser lavado com a solução de um eletrólito apropriado. Água pura pode provocar peptização.

Se devido à co-precipitação o precipitado estiver contaminado, pode reduzir o errodissolvendo-se o sólido em um solvente adequado e reprecipitando a quantidade deimpurezas presente na precipitação.

Para evitar a supersaturação, costuma-se fazer a precipitação usando soluçõeshomogêneas.

Os métodos gravimétricos, em virtude da natureza das operações que eles envolvem,são, em geral, de execução laboriosa e demorada. Além disso, a carência de reagentes precipitantes específicos ou mesmo bastante seletivo faz com que, freqüentemente, a precipitação do constituinte desejado tenha de ser procedida da separação prévia desubstâncias interferentes. De qualquer maneira, muitos métodos gravimétricosconservam um grande valor como métodos finais de referência, suposto que permitamseparar quantitativamente o constituinte sob forma de uma fase sólida pura. Os métodosgravimétricos são, em muitos casos, insubstituíveis quando se requer um elevadaexatidão.Não é raro um nível de exatidão correspondente à um erro relativo de 0.1%. Afaixa de aplicabilidade da análise gravimétrica é limitada pela sensibilidade da balançaanalítica.

Os precipitados nem sempre possuem todas as propriedades desejáveis. Na prática, oanalista muitas vezes tem de lançar mão de formas de precipitação e de pesagem queafastam consideravelmente das condições ideais. A exatidão dos métodos gravimétricosé limitadas pela perda de material devido a solubilidade do precipitado no meio em quese origina e no liquido de lavagem usado. A questão é tanto mais critica quanto maissolúvel o precipitado.

Determinação do Ferro sob a forma de Óxido de Ferro(III)

Discussão

Uma certa quantidade de amostra de solo contendo Fe (II) e Fe (III) será tratadaseguindo a marcha analítica anteriormente proposta.Uma pequena quantidade será pesada e solubilizada conforme pesquisa sobre os tipos de digestão.

A solução amostra contendo ferro (III) é tratada com um ligeiro excesso de soluçãoaquosa de amônia para precipitar o Fe 2 O 3 .x H 2 O, o precipitado não tem umacomposição estequiométrica definida, mas contém uma quantidade variável de água. OFe (II) é apenas parcialmente precipitado pela solução de amônia na presença de sais deamônio, logo o Fe (II) presente na solução amostra deverá ser oxidado a Fe (III).

A equação para a precipitação do óxido de ferro (III) hidratado pode ser escritacomo:

[Fe(H2O)6]3+ + 3 NH3 Fe(H2O)2(OH)3 + 3 NH4+

ou como

Fe3+ + 3 NH3 + 3 H2O Fe(OH)3 + 3 NH4+

Por calcinação o óxido de ferro (III) hidratado produz óxido de ferro (III) que depoisde resfriado é pesado.

Interferentes

Al, Cr (III), Ti e Zr são também precipitados pela amônia.

Mn pode ser precipitado como óxido hidratado na presença de oxidantes(mesmo o oxigênio atmosférico)

Ânions como o arsenato, fosfato, vanadato e silicato formam compostosinsolúveis com o ferro em meio fracamente básico

Compostos hidroxi (como o glicerol e açucares), sais de hidroxiácidosorgânicos (como ácidos cítrico, tartárico e salicílico), pirofosfatos e fluoretos alcalinos podem formar sais complexos evitando a formação do hidróxido de ferro (III).

Principais etapas da análise gravimétrica do ferro (III)

Cálculos em Análise Gravimétrica

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

ETAPAS: Precipitação – Filtração – Lavagem – Aquecimento – Pesagem

O analito é convertido em precipitado dificilmente solúvel.

Pesar a amostra após resfriamento

O uso da balança analítica é recomendado. O procedimento de calcinação e resfriamentoda amostra deve ser repetido (10 a 15 minutos) até massa constante (dentro de 0,0002 g).

Resfriar a amostra em dessecador

A amostra depois de calcinada é transferida com o uso de garra para dessecador pararesfriar, 15 minutos é tempo suficiente, após resfriamento o cadinho com a amostracalcinada deve ser pesado.

Calcinação de precipitados

Quando o líquido estiver totalmente esgotado no papel de filtro, dobre os bordos deste etransfira-o para o cadinho já previamente pesado.

No uso do aparato simples de calcinaçãoaqueça gradualmente até secagem do precipitado, carbonize o papel sem inflamar e queimeo carbono a uma temperatura tão baixa quanto possível, sob condições de boa oxidação,com livre acesso de ar, a fim de evitar a redução do óxido de ferro (III). Finalmente, calcineo precipitado ao vermelho, por uns 15 minutos, tomando cuidado para excluir os gasesdaschamas do interior do cadinho. De outro modo, aqueça-o num forno elétrico de mufla a500-550 o C.

1-Preparo do cadinho

Calcinar um cadinho limpo (porcelana, sílica ou platina) em mufla ao vermelho, resfrie-onum dessecador durante 20 minutos e pese-o.

2 – Aparatos para calcinação: simples e muflas

Se não houver disponibilidade de muflas um aparato simples para a calcinação demateriais em cadinhos de porcelana, pode ser montado na bancada do laboratório, tampar ocadinho é recomendado.

Muflas para calcinação

Têm alcance comum de 1200 o C (Figura 1), havendo modelos que alcançam 1800 o C (Figura2). Observar o revestimento interno em cerâmica, que serve como proteção ao corpometálico e isolante térmico.

Figura 1

Figura 2

3 – Objetivo da calcinação

A calcinação do precipitado tem como objetivo eliminar:

Água adsorvida (presa à superfície)
Água ocluída (presa nas cavidades)
Água sorvida (presente em cavidades nas partículas)
Água essencial (água de hidratação, ou, de cristalização, ou, de constituição: é umdos constituintes da rede de moléculas que forma o cristal).

Lavagem do precipitado

Após a filtragem o precipitado deverá ser lavado por três a quatro vezes com porções de75 a 100 ml de solução a 1% quente de nitrato de amônio até obter teste negativo (pelomenos muito fraco) de cloreto nas águas de lavagem (usam-se algumas gotas de solução deAgNO 3 0,1N). Pode-se ainda lavar o precipitado por três vezes com água morna, o teste docloreto deve ser repetido.

Deixe cada porção do líquido de lavagem se esgotar antes de adicionar uma nova porção,não encha o filtro com precipitado mais do que três quartas partes da sua altura total.Enquanto a filtração progredir, pode-se ir preparando o cadinho que será usado nacalcinação do precipitado.

Filtragem do precipitado

Logo que a maior parte do precipitado tenha decantado para o fundo, decante o líquidosobrenadante através de um papel de filtro sem cinza, mas deixe tanto precipitado quanto possível no becker. É essencial que o papel de filtro se adapte bem ao funil, de modo que ahaste do funil fique a todo tempo cheia com o líquido, de outro modo a filtração será muitolenta. Adicione cerca de 100 ml de uma solução a 1% quente de nitrato de amônio ao precipitado, e agite muito bem com bastão de vidro, e deixe decantar o precipitado.

O correto procedimento de filtragem é um dos fatores importantes em uma análisequímica, pois, caso não seja devidamente executado, gerará erros consideráveis entre osresultados obtidos e a realidade da amostra em análise.

Informações adicionais sobre filtragem

1-Papéis de filtro

Utilizados em procedimentos básicos e em análises técnicas, de separação de corposinsolúveis/pouco solúveis de meios líquidos diversos, são divididos, de acordo com sua porosidade, em qualitativos e quantitativos, têm alcance de retenção de 0,1 µ m a 1 µ m(1 µ m=10 -3 mm)

Papéis de filtro qualitativos

Papéis de filtro quantitativos

Manipulação

Método de dobra do papel para filtragem em funil

Este funil de papel é então encaixado no recipiente adequado (cadinho, funil, etc.), onde é preso pela simples aplicação de pequenos jatos de água, com piceta, nas bodas internas domesmo.

Deve estar a borda do papel cerca de 0,5 a 1cm abaixo da borda do recipiente e ser mantido um pequeno espaço entre as paredes do funil de papel e o aparato utilizado demodo a tornar a filtração mais rápida.

Uma vez terminada a filtragem e lavagem do precipitado, este deverá ser recolhido aindadentro do papel e levado a calcinação, onde sofrerá completa dessecagem e/ou reação detransformação final. Observar que, caso não haja interferências, o papel será convertido em CO2 e água, que serão eliminados no processo.

2- Membranas de filtração

3- Funis de Bückner

Aparato muito utilizado em filtrações sob vácuo, no qual o papel é colocado sem dobrasobre os furos, tendo-se o cuidado de manter uma pequena borda de papel de algunsmilímetros de altura, de modo a impedir eventual passagem do precipitado pelo lado do papel.

4- Filtração

Na figura, observa-se o precipitado no fundo do copo 1 , que será separado da fase líquidafazendo-se todo o conteúdo do copo 1 passar através do papel de filtro no funil, de modoque todo o precipitado fique retido neste (deve-se proceder completa lavagem do copo 1 para garantir a confiabilidade dos dados finais).

Seguindo os procedimentos adequados, praticamente todo o item em análise estará no ? fundo do copo, mesmo considerando o equilíbrio entre as fases.

Modo usual de manipulação para filtragem observe o uso do bastão de vidro para evitar aqueda brusca da solução no funil, evitando assim o re-espalhamento do precipitado pelasolução. E o vidro de relógio, para evitar maiores contaminações na nova solução recolhidano copo 2 (que pode prosseguir para novas análises).

Oxidação e precipitação do Ferro

A amostra depois de solubilizada é tratada com 1 a 2mL de HNO 3 concentrado para efetuar a oxidação do Fe(II) a Fe(III) a reação do processo é:

3 Fe2 + NO3 + 4H+ 3Fe3+ + NO + 2H2O

Ferva a solução brandamente até que a cor fique amarelo-clara (3-5 minutos).Paraverificar se o ferro foi completamente oxidado transfira uma gota da solução para um tubode ensaio e dilua com 1 mL de água, adicione algumas gotas de solução dehexacianoferrato de potássio(0,1%), se aparecer uma cor azul, existe ainda Fe(II) presente edeve-se adicionar mais HNO 3 . Outro teste pode ser efetuado com a o-fenantrolina que na presença de Fe (II) dá uma coloração vermelha.

Dilua a solução a 200 ml, aqueça-a até ferver e adicione lentamente uma solução deamônia 1:1 que deve ser entornada de um becker lentamente, até haver um ligeiro excesso presente, indicado pelo odor do vapor acima do líquido. Ferva o líquido brandamente por 1minuto e deixe o precipitado decantar. O líquido sobrenadante deve estar incolor.

Informações adicionais sobre a Teoria dos precipitados

1 – Condições de Precipitação:

Soluções diluídas devem ser usadas, pois reduzem os erros devido a coprecipitação.
A mistura lenta dos reagentes com agitação constante promove a formação decristais maiores.
Soluções aquecidas, quando (as características do precipitado permitem): apresentam melhor uniformidade do espalhamento dos reagentes, pois ocorreaumento dasolubilidade, reduzindo o grau de supersaturação.
A coagulação é favorecida com a diminuição da formação do soluto
A velocidade de cristalização é aumentada levando a cristais mais perfeitos

2 – Métodos de precipitação

Precipitação em soluções homogêneas: Ao invés de ser adicionado um reagente, o agente precipitante é gerado lentamente na própria solução por meio de uma reação químicahomogênea.

Vantagem

Elimina os efeitos indesejáveis da elevação da concentração.
O precipitado resultante é denso e prontamente filtrável.
A coprecipitação é reduzida a um mínimo.
É possível alterar a aparência do precipitado pela variação da velocidade da reação.

3 – Contaminação de precipitados

Co-precipitação : contaminação do precipitado por substâncias que sãonormalmente solúveis na água mãe.

2 tipos – Adsorção na superfície das partículas e oclusão de substânciasestranhas durante o processo de formação do cristal

Pós-precipitação : ocorre na superfície do primeiro precipitado após a suaformação, ocorre com substâncias pouco solúveis que formam soluçõessupersaturadas, têm usualmente um íon em comum com o precipitado inicial.

4 – Diferenças entre a coprecipitação (cp) e a pós-precipitação (pp)

Na pp a contaminação aumenta com o tempo de contato do precipitado com asolução-mãe, na cp a contaminação diminui.

Na pp a contaminação aumenta com a rapidez da agitação, na cp dá-se o oposto.

A grandeza da contaminação na pp pode ser muito maior

5 – Digestão de precipitados cristalinos

Deve ser efetuada no maior tempo possível (exceto nos casos em que possa ocorrer pós-precipitação. Banho-maria é recomendável e decresce o efeito da coprecipitaçãoe induz precipitados mais filtráveis (a digestão tem pequeno efeito sobre o precipitados amorfos ou gelatinosos).

De preferência o precipitado deve ser lavado com uma solução diluída apropriadade um eletrólito. A água pura pode causar a peptização (passagem do precipitado aoestado de solução coloidal).

Se houver contaminação do precipitado, o erro pode ser eliminado pela dissoluçãodo precipitado em um solvente adequado para depois ser re-precipitado.

6 – Separações quantitativas baseadas nos métodos de precipitação

Precipitação fracionada: Quando os produtos de solubilidade de dois sais poucosolúveis tendo um íon comum diferem suficientemente, um sal precipitará quasecompletamente antes que o outro comece a precipitar.

Ex.: soluções de cloreto e iodeto.

Precipitação e separação de hidróxidos em concentração de íon hidrogênio: em pHcontrolado vários elementos são precipitados:

TABELA 1 – Valores de pH para a precipitação dos hidróxidos

(valores aproximados de pH já que os produtos desolubilidade dos hidróxidos metálicos não são muito exatos)

pH	íon metálico	pH	íon metálico
3	Sn+2, Fe+3, Zn4+	7	Fe2+
4	Th4+	8	Co2+, Ni2+, Cd2+
5	Al3+	9	Ag+, Mn2+, Hg2+
6	Zn+2, Cu+2, Cr+3	11	Mg+2

SOLUBILIZAÇÃO DA AMOSTRA

A amostra depois de pesada é transferida para um becker de 400 mL provido de vidro derelógio. Dissolver a amostra em 50 ml de água e 10 ml de HCl (1:1).

Existem várias maneiras de solubilizar uma amostra, a metodologia empregada irádepender do tipo de amostra que se quer analisar. Amostras geológicas (solo, rocha,sedimento, etc.) necessitam de ácidos fortes (HNO 3 , H 2 SO 4 , HF, etc.), aquecimento e emalguns casos do aumento de pressão (digestão em bombas) para solubilização. Amostrasorgânicas necessitam de um ataque mais brando, o uso de HClO 4 é muito frequente.

DA AMOSTRA

Exatamente 0,8000 g da amostra depois de seca e homogeneizada é pesada em balançaanalítica. Na prática poderemos substituir a amostra de solo por sulfato de ferro (II) eamônio. Iremos trabalhar com o sulfato de ferro (II) e amônio apenas para efeitos didáticos.

INFORMAÇÕES ADICIONAIS SOBRE BALANÇAS

OBS:

O uso comum popularizou um erro sobre o qual todos estudantes devem ter consciência, referente à distinção entre massa e peso.

É importante entender as definiçõesdestas duas grandezas:

Massa – Medida da matéria contida em determinada região do espaço, e, portanto constante em qualquer parte do planeta ou fora dele.
Peso – Força com que qualquer massa é atraída para o centro de qualquer planeta, é variável com a posição na superfície do planeta e com a distância a este, sendotambém influenciável por fatores como magnetismo, velocidade, etc.

Para a medida da massa dos reagentes e demais itens participantes dos inúmerosexperimentos são utilizadas as balanças de uso geral (também ditas de precisão) e as balanças analíticas:

1 – BALANÇAS DE USO GERAL

São as de uso mais comum no laboratório, usualmente apresentam o prato para colocaçãode amostras exposto, mas é recomendável este ser protegido por uma simples caixa, poisleves correntes de ar podem levar instabilidade ao valor lido, ou até induzir a um erro deleitura.

2 – BALANÇAS ANALÍTICAS

São as de uso mais restrito, especialmente na determinação de massas em análisesquímicas de determinação da quantidade absoluta ou relativa de um ou mais constituintesde uma amostra, usualmente apresentam o prato para colocação de amostras protegidas por portinholas de vidro corrediças, pois leves ou até imperceptíveis correntes de ar podemlevar instabilidade ao valor lido, ou até induzir a um grande erro de leitura.

Devido ànecessidade de extrema precisão das medidas efetuadas, estas devem ter salas específicas para sua manipulação, com condições ambientais controladas (temperatura, umidade,…), bem como observadas as condições da rede elétrica de fornecer voltagem dentro dos limitesde tolerância especificados no manual de cada modelo.

Balança de uso rotineiro, para medidas da ordem de centenas a 0,01g.

Balança analítica, para medidas daordem de gramas a 0,0001g (oumenos).

Tabela 1 – Algunselementos determinadospor gravimetria.

substância analisada	precipitado formado	precipitado pesado	interferencias
Fe	Fe(OH)3  Fe cupferrato	Fe2O3  Fe2O3	Al, Ti, Cr e muitas outras  metais tetravalentes
Al	Al(OH)3  Al(ox)3a	Al2O3  Al(ox)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
SO42-	BaSO4	BaSO4	NO3-, PO43-, ClO3-
Cl-	AgCl	AgCl	Br-, I-, SCN-, CN-, S2-, S2O32-
Ag	AgCl	AgCl	Hg(I)
PO43-	MgNH4PO4	Mg2P2O7	MoO42-, C2O42-, K+
Ni	Ni(dmg)2b	Ni(dmg)2	Pd

Tabela 2 – Alguns agentes precipitantes orgânicos

Reagente	estrutura	metais precipitados
dimetilglioxima		Ni(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+, WO22+)  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+)
dietilditiocarbamato de sodio		Vários metais em soluções ácidas  (Mn++nNaR=MRn+nNa+)
borotetrafenil de sodio	NaB(C6H5)4	K+, Rb+, Cs+, Tl+, Ag+, Hg(I), Cu(I), NH4+, RNH3+, R2NH2+, R3NH+, R4N+ em solução Ac.  (M++NaR=MR+Na+)
cloreto tetrafenilarsonium	C6H5)4AsCL	Cr2O72-, MnO4-, ReO4-, MoO4-, WO42-, ClO4-, I3-. em solução ácida  (An-+nRCl=RnA+nCl-)

Fonte: chemwiki.ucdavis.edu/www.chemicool.com/pt.scribd.com