Quais são as características desejáveis para os precipitados formados na análise gravimétrica por precipitação?

Graduação em Química (Faculdades Anhanguera, 2016)

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20/09/2013 1 Prof. D.Sc. Ricardo Erthal Santelli ANÁLISE GRAVIMÉTRICA Química Analítica – IQA 121 Professor Titular – Departamento de Química Analítica – UFRJ 2 Análise Quantitativa ANÁLISE QUÍMICA QUANTITATIVA TÉCNICAS CLÁSSICAS TÉCNICAS INSTRUMENTAIS GRAVIMETRIA VOLUMETRIA 3 Definindo... Mas então... O que é a GRAVIMETRIA É uma técnica analítica baseada na medida de MASSA de uma substância, PREVIAMENTE SEPARADA dos outros constituintes da amostra. Instrumentação fundamental: BALANÇA ANALÍTICA. A balança analítica Balança analítica: precisão 0,1 mg. 4 5 A balança analítica 6 Classificação dos métodos gravimétricos A classificação dos métodos gravimétricos é realizada de acordo com o método de separação empregado:  Método da Volatilização;  Método da Precipitação;  Método da Eletrodeposição. ● Método da volatilização direta; ● Método da volatilização indireta. 20/09/2013 2 7 Classificação dos métodos gravimétricos MÉTODO DA VOLATILIZAÇÃO Baseado na volatilização do constituinte de interesse, volatilizado ou por ação de um agente físico ou químico, ou transformado adequadamente em uma espécie volátil. MÉTODO DA VOLATILIZAÇÃO DIRETA: o constituinte volatilizado da amostra é absorvido por um meio adequado, sendo o ganho de massa do absorvente utilizado na medida. MÉTODO DA VOLATILIZAÇÃO INDIRETA: baseada na medida da perda de massa da amostra pela volatilização de uma espécie. É mais simples do que o método direto. AMBOS SÓ SÃO ESPECÍFICOS SE APENAS UM COMPONENTE FOR VOLÁTIL 8 Classificação dos métodos gravimétricos Exemplo da aplicação do método da volatilização direta: determinação do teor de umidade de uma amostra. AQUECIMENTO DA AMOSTRA A UMA TEMPERATURA ADEQUADA LIBERAÇÃO DE ÁGUA SOB A FORMA DE VAPOR ABSORÇÃO DO VAPOR DE ÁGUA POR UM ABSORVENTE ADEQUADO. Ex.: Mg(ClO4)2; 9 Classificação dos métodos gravimétricos Exemplo da aplicação do método da volatilização direta: determinação da concentração de carbonato/bicarbonato. TRATAMENTO DA AMOSTRA COM EXCESSO DE ÁCIDO PARA EVOLUÇÃO DE CO2 ABSORÇÃO DO CO2 PELO NaOH Na2CO3 CO2 NaOH H2O + + CO2 CO3 2- 2 H+ H2O + + CO2 HCO3 - H+ H2O + + 10 Classificação dos métodos gravimétricos Exemplo da aplicação do método da volatilização direta: determinação da concentração de carbonato/bicarbonato. 11 Classificação dos métodos gravimétricos Exemplo da aplicação do método da volatilização indireta: determinação do teor de sólidos totais dissolvidos. Etapas: Evaporação de um volume conhecido de amostra de água até a obtenção de um resíduo seco. SÓ PODE SER APLICADO QUANDO OS SEUS CONSTITUINTES NÃO SÃO DECOMPOSTOS PELO AQUECIMENTO 12 Classificação dos métodos gravimétricos MÉTODO DA ELETRODEPOSIÇÃO Baseado na deposição de um elemento sobre um eletrodo inerte de platina, sob a ação de corrente elétrica. Determinação de cobre em minérios, pela conversão de Cu2+ a Cu0  Etapa 1: Tratamento da amostra (processo de dissolução)  Etapa 2: Aplicação de diferença de potencial;  Etapa 3: Lavagem, secagem, pesagem do precipitado. + Cu2+ Cu0 2e- + H2O ½ O2 2H + + 2e- + H2O ½ O2 2H + + Cu2+ Cu0 + 20/09/2013 3 13 Método da eletrodeposição ANTES DEPOIS 14 Classificação dos métodos gravimétricos MÉTODO DA PRECIPITAÇÃO Baseado no tratamento da amostra com um reagente que forma um composto pouco solúvel com a espécie de interesse (analito), o qual precipita e pode ser separado facilmente. Exemplo da aplicação do método da precipitação: determinação gravimétrica de Ni2+ através da reação com a dimetilglioxima (DMG) para a formação do dimetilglioximato de níquel.  Etapa 1: tratamento da amostra (ligeiramente ácida) com excesso de DMG, a ~ 90 ⁰C;  Etapa 2: adição de ligeiro excesso de DMG;  Etapa 3: Ajuste do pH (com NH4OH);  Etapa 4: Filtração, lavagem, secagem, pesagem do precipitado. 15 Classificação dos métodos gravimétricos MÉTODO DA PRECIPITAÇÃO Exemplo da aplicação do método da precipitação: determinação gravimétrica de Ni2+ através da reação com a dimetilglioxima (DMG) para a formação do dimetilglioximato de níquel. 16 Classificação dos métodos gravimétricos MÉTODO DA PRECIPITAÇÃO Exemplo da aplicação do método da precipitação: determinação gravimétrica de Mg2+ através da reação com a (NH4)3PO4 para a formação de MgNH4PO4.6H2O e conversão em Mg2P2O7.  Etapa 1: tratamento da amostra (ligeiramente ácida) com excesso de (NH4)3PO4 ;  Etapa 2: adição de ligeiro excesso de (NH4)3PO4 ; Mg2+ MgNH4PO4 . 6 H2O ↓ PO4 3- + NH4 + + 6 H2O +  Etapa 3: Dissolução com HCl e re-precipitação com NH4OH em presença de pequena quantidade de (NH4)3PO4;  Etapa 4: digestão, filtração, lavagem e calcinação a 1100 ⁰C.  Etapa 5: Resfriamento, pesagem, cálculos e resultados. Mg2P2O7 (s) 2 MgNH4PO4 . 6 H2O (s) + 2 NH3 ∆ 13 H2O + 17 Método da precipitação FORMAS DE PESAGEM FORMAS DE PRECIPITAÇÃO Forma química na qual se realiza a pesagem Forma química em que o analito é precipitado Exemplo: Determinação gravimétrica de cálcio Precipitação sob a forma de oxalato de cálcio Pesagem sob a forma de óxido de cálcio forma de precipitação Ca2+ CaC2O4 ↓ C2O4 2- + CaO CaC2O4 (s) CO2 + CO + ∆ forma de pesagem 18 Método da precipitação Mas... Por que nem sempre podemos pesar o sólido que precipitamos? Exemplo: Fe2O3 . x H2O (mesmo após secagem) Porque, muitas vezes, o precipitado pode ter uma estequiometria indefinida 20/09/2013 4 19 Método da precipitação FORMAS DE PRECIPITAÇÃO X FORMAS DE PESAGEM Quais características são desejáveis ao composto precipitado? Pouco solúvel, precipitação completa (quantitativa); Agente precipitante deve ser específico (evitar interferências); Precipitado formado não deve ter tendência a ser contaminado com substâncias solúveis (co-precipitação por oclusão); Não deve ser solúvel no solvente de lavagem; Deve ser fácil de filtrar, de lavar e de ser convertido na forma de pesagem. 20 Método da precipitação FORMAS DE PRECIPITAÇÃO X FORMAS DE PESAGEM Quais características são desejáveis ao composto pesado? Deve ser estável; Não decompor com efeito de temperatura (especialmente quando a função do aquecimento é apenas a secagem); Não absorver umidade; Não ser volátil; Apresentar massa molecular maior que a forma de precipitação (minimizar erros de pesagem). 21 Tipos de precipitados CRISTALINOS Formado por cristais de maior tamanho, maior pureza e mais bem-formados. Maior facilidade de filtração. Ideais para uma análise gravimétrica GELATINOSOS Formados pela floculação de colóides hidrofóbicos e hidrofílicos Ex.: Fe(OH)3 AMORFOS Formado por cristais minúsculos, dificultando o processo de filtração (torna-se lento) e reduzindo a recuperação 22 Contaminação de precipitados OS PRECIPITADOS TENDEM SEMPRE A CARREAR IMPUREZAS, CAUSANDO SUA CONTAMINAÇÃO. PROCESSO DE CO-PRECIPITAÇÃO 23 Contaminação de precipitados OCLUSÃO ADSORÇÃO PÓS-PRECIPITAÇÃO Quando o precipitado aprisiona no seu interior material que não faz parte de sua estrutura. (Ex.: água, outras impurezas) Quando íons de tamanho e carga similares são aprisionados na estrutura cristalina do precipitado. (Ex.: NH4 + e K+) ISOMORFISMO DIGESTÃO E RE-PRECIPITAÇÃO Quando as impurezas estão adsorvidas (ou seja, retidas na superfície do precipitado). LAVAGEM Quando o precipitado permanece

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Quais as principais características dos precipitados formados em uma análise gravimétrica?

Quais são as características de um precipitado ideal?

Quais são os requisitos para realizar uma análise gravimétrica por precipitação?

Quais os princípios da análise gravimétrica?