Análise Gravimétrica

Resumo: Análise Química Quantitativa – 7ª ed., Daniel Harris

Na análise gravimétrica, a massa de um determinado produto é usada para calcular a quantidade do analito presente na amostra original.

PrecipitaçãoO produto ideal para uma análise gravimétrica deve ser insolúvel, facilmente filtravel, muito

puro e deve possuir uma composição conhecida.As partículas do precipitado não devem ser tão pequenas a ponto de entupirem ou

passarem através do filtro. Além disso, cristais maiores têm áreas superficiais menores, o que dificulta a agregação das espécies estranhas no precipitado. O problema com partículas pequenas é maior ainda quando se forma uma suspensão coloidal de partículas com diâmetros na faixa de 1 a 500 nm. As partículas nessa faixa de tamanho, formado durante uma precipitação, depende muito das condições como o processo foi conduzido.

Crescimento de cristaisA cristalização é um processo que ocorre em duas fases: a nucleação e o crescimento da

partícula. Durante a nucleação, as moléculas da solução se juntam aleatóriamente, formando pequenos agregados. O crecimento das partículas envolve a adição de mais moléculas ao longo da cristalização, de modo a formar um cristal. Quando uma solução contém mais soluto que o que deve estar presente no equilíbrio, dizemos que a solução está supersaturada.

Em uma solução muito supersaturada, a nucleação ocorre mais rapidamente que o crescimento das partículas diminutas, ou, pior ainda, uma dispersão coloidal. Em uma solução menos supersaturada, a nucleação é amais lenta e o núcleo formado tem chances maiores de crescer, obtem-se partículas maoires, mais adequadas.

As técnicas que promovem o crescimento das partículas incluem:1) Elevação da temperatura para aumentar a solubilidade e, consequentemente, diminuir a

supersaturação.2) Adição lenta do agente precipitante, com agitação intensa da mistura, para evitar uma

condição local ou muita supersaturação, onde o fluxo do agente precipitante entra primeiro que o analito.

3) Manutenção de um volume de solução suficientemente grande, de modo que as concentrações de analito e de agente precipitante sejam baixas.

Precipitação homogêneaO agente precipitante é gerado lentamente por uma reação química.

Precipitação na presença de eletrólitoCompostos iônicos são precipitados, geralmente, na presença de um eletrólito.A figura abaixo mostra uma particula coloidal de AgCl, crescendo em uma solução

contendo excesso de íons Ag+, H+ e NO3+. A superfície da partícula tem um excesso de carga

positiva devido à adsorção preferencial de íons de prata em relação aos íons de cloreto. A superfície carregada positivamente atrai ânions e repele cátions, formando uma atmosfera iônica que envolve a partícula. A partícula carregada positivamente e a atmosfera iônica carregada negativamente formam uma estrutura chamada de dupla camada elétrica.

As partículas coloidais têm que colidir entre si para coalescer. Entretanto, as suas atmosferas iônicas carregadas negativamente repelem-se entre si. As partículas têm que ter energia cinética sufuciente para vencer a resulsão eltroestática, antes que possam coalescer.

O aquecimento promove coalescência por meio de aumento de energia cinética das partículas. O aumento da concentração do eletrólito (HNO3 para o AgCl) diminui o volume da atmosfera iônica e permitem que as partículas se aproximem mais, antes que a repulsão elestroestática se torne significativa. Por esse motivo, a maioria das precipitações gravimétricas é feita na presença de eletrólito.

DigestãoDepois da precipitação, a maioria dos procedimentos necessita de um período de espera

na presença da água-mãe aquecida. Esse tratamento, promove uma lenta recristalização do precipitado.

O tamanho da partícula aumenta e as impurezas tendem a ser removidas do cristal.

PurezaAs impurezas adsorvidas estão ligadas à superfície de um cristal. As impurezas absorvidas

são classificadas como inclusões ou oclusões. Inclusões são impurezas iônicas que ocupam aleatóriamente sítios no retículo cristalino. As inclusões são mais prováveis quando o íon da impureza tem um tamnho de uma carga semelhantes aos de um dos íons que pertencem ao produto. As oclusões são bolsões de impurezas que se encontram literalmente retidos no interior de um cristal em crescimento.

As impurezas adsorvidas, oclusas ou inclusas, são conhecidas como co-precipitado. Dirversos procedimetos envolvem a remoçãp da água-mãe, redissolvendo o precipitado e reprecipitando o produto. Durante a segunda precipitação, a concentração das impurezas na solução é menor que durante a primeira precipitação, e o grau de co-precipitação tende a ser menor.

Mesmo quando temos a formação de um precipitado puro, impurezas podem ser coletadas sob o produto enquanto ele permance na água-mãe. Isso é chamado de pós-precipitação e envolve a presença de uma impureza supersaturada, que não cristaliza facilmente.

Alguns precipitados podem ser lavados com água, mas muitos precisam de um eletrólito para manter sua coesão. Para esses precipitados, é necessária uma atmosfera iônica, de modo a neutralizar a carga na superfície das partículas pequenas. Se o eletrólito for retirado pela água, as partículas sólidas carregadas elétricamente se repelem entre si e o produto se fragmenta. Essa fragmentação é chamada de peptização, resulta na perda de produto através do filtro.

Composição do produtoO produto final tem que ter uma composição final estável e conhecida. Uma substância

higrscópica é aquela que retira água do ar e, portanto, é difícil ser pesada com exatidão. Diversos

precipitados contém uma quantidade variável de água e têm que ser secod em condições que proporcionem uma estequiometria conhecida (possivelmente zero) de H2O.

A ignição (aquecimento forte) é usada para mudar a composição química de vários precipitados. Por exemplo a queima do Fe(HCO2) . nH2O a 850ºC por 1 h dá Fe2O3.

Na análise termogravimétrica, uma substância é aquecida e sua massa é medida em função da temperatura.

Dirceu Ra:1508116Giovanna Ra: 1510078Thaís Ra: 1510101