Gravimetria

CAPITULO 1 ANALISE GRAVIMÉTRICA 1.1 - OBJETIVOS DA UNIDADE Proporcionar aos estudantes uma visão ampla de processos de analise simples e de fácil condução, envolvendo operações unitárias simples e de fácil execução, envolvendo matrizes ambientais como solos, sedimentos ou matrizes utilizadas nas indústrias alimentícia, farmacêutica entre outras.

1.2 – O QUE É GRAVIMETRIA GR AVIMETRIA? ? Análise gravimétrica é um método macroscópico que envolve amostras relativamente grandes em comparação com outros procedimentos analíticos quantitativos. Gravimetria 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 determinações gravimétricas 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 muita dificuldade. A massa do elemento, original pode, então, ser calculada a partir da fórmula do composto e das massas atômicas relativas de seus elementos A base da análise gravimétrica é a pesagem de uma substância (constituinte separado da amostra na forma de uma fase f ase 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 a massa do constituinte através de relações estequiométricas. Na gravimetria por precipitação o constituinte a determinar é isolado mediante adição de um reagente capaz de formar com aquele, um composto pouco solúvel. Os reagentes orgânicos têm maior vantagem, por produzirem compostos, pouco solúveis normalmente coloridos, de massas moleculares elevadas. Isto significa que se obtém uma quantidade de precipitado maior, a partir de uma pequena quantidade de íons a determinar. Nem sempre o constituinte pode ser pesado na mesma forma química de precipitação, as vezes o precipitado resultante pode ser pesado após secagem na temperatura adequada. Em outros casos a composição do precipitado tem de ser convertida (por calcinação), ao óxido-metal. Em poucos casos pode-se usar um método titrimétrico que utiliza o complexo orgânico precipitado quantitativamente. Nas últimas décadas do século XVIII e o começo do XIX a análise química dos compostos, minerais, orgânicos e biológicos, desenvolveu-se e ampliou-se consideravelmente. Os métodos que usavam a balança (métodos gravimétricos) sofreram pronunciado refinamento desde a época de Lavoisier. A balança, por sua vez, normalmente construída por exímios artesãos, sob encomenda, sofreu grande aperfeiçoamento e a partir de 1850  já era comercializada por várias firmas. A parte quantitativa da análise foi aperfeiçoada graças aos esforços de químicos de vários países da Europa. Na Alemanha destacou-se Martin Heinrich Klaproth (1743-1817), contemporâneo de Lavoisier, cuja preocupação principal era seguir uma metodologia analítica rigorosamente científica na determinação da proporção dos componentes nos compostos. Para isto adotou técnicas e métodos analíticos que levaram a resultados mais rigorosos que os obtidos normalmente pelos outros químicos e suscitaram a descoberta de novos elementos. Na análise percentual de compostos minerais, por exemplo, mostrou que muitas vezes o valor que deixava de ser considerado para totalizar 100 poderia ser atribuído a novas substâncias. Assim, foi levado a descobrir algumas "terras": óxidos de zircônio, urânio, telúrio e titânio. Essas, somente muitos anos mais tarde, forneceram os respectivos elementos obtidos por outros químicos usando métodos de redução. Na França, Louis Nicolas Vauquelin (1763 - 1829) trabalhava com compostos orgânicos e com análise de compostos inorgânicos. Embora seus métodos não fossem tão rigorosos como os de Klaproth descobriu o metal cromo e uma "terra", a glicinia ou berilia, cujo metal só foi isolado muitos anos mais tarde. Na Inglaterra, William Hyde Wollaston (1766 - 1828), um médico versado em física e química, dedicou-se ao estudo das propriedades da platina, metal já conhecido desde 1750. Seus estudos levaram a descobrir, em 1803, o paládio e o rodio, encontrados como impurezas da platina. Um seu associado, Smithson Tennant (1761 1815), que também estudava a platina, descobriu em 1804 dois novos elementos , o iridio e o osmio, em resíduos de dissolução de platina bruta com água régia. Na Rússia, Karl Karlovitch Klaus (1796 - 1864), um farmaceutico e químico, muito versado no estudo de metais semelhantes à platina, descobriu em 1844 o elemento rênio.

1.3 - O MÉTODO GRAVIMÉTRICO Em uma análise gravimétrica utiliza-se uma série de operações para se determinar a quantidade de um constituinte de uma amostra, tanto por pesagem direta do elemento puro, quanto por um de seu derivado, cuja composição é conhecida e bem definida. Esse procedimento analítico constitui-se em método de extensa aplicação na determinação de macroconstituintes de uma amostra. As principais vantagens da análise gravimétrica constituem-se em operações unitárias de fácil execução e seus métodos quando seguidos cuidadosamente, fornecem análises excessivamente precisas. Como fato, a análise gravimética foi usada para determinar as massas atômicas de muitos elementos com seis casas decimais de precisão. A análise gravimétrica apresenta muito pouco espaço para o erro instrumental e não requer uma série de padrões para o cálculo de uma variável desconhecida. Também, os métodos não exigem equipamento de alto custo. A análise gravimétrica, devido a seu alto grau de precisão, quando realizada corretamente, pode também ser usada para calibrar outros instrumentos em substituição de padrões de referências. Entretanto, as desvantagens são: tempo muito longo para sua execução estando sujeito a uma série de erros acumulativos e ainda a capacidade de determinação para um único elemento, ou um limitado grupo de elementos, de uma vez. Comparando-se isto com métodos mais rigorosos, tais como a espectrofotometria e irá se perceber que a análise por este método é muito mais eficiente. No procedimento de uma análise gravimétrica deve-se observar as etapas sucessivas que compõem esse tipo de análise, a saber: I - Preparação da Amostra; II - Preparação da Solução - Ataque da Amostra; III - Precipitação IV - Digestão; V - Filtração; VI - Lavagem; VII - Calcinação ou Secagem; VIII - Pesagem; IX - Cálculos.

I - Preparação da Amostra A quantidade de substância utilizada numa análise química é de cerca de 1 g, todavia, deve-se tomar os cuidados e precauções necessárias para que essa pequena quantidade represente fielmente o material cuja composição se quer determinar.

II - Preparação da Solução - Ataque da Amostra Para início da análise gravimétrica é necessário que o elemento desejado esteja em solução. Prepara-se, portanto, uma solução conveniente através de um tratamento químico escolhido de acordo com a natureza da amostra a ser analisada. A seleção da maneira correta de se decompor a amostra é fator determinante para o sucesso da análise e o grande número de métodos existentes aumenta sobremaneira a importância das considerações envolvidas na escolha (Johnson & Maxwell, 1989). Não existe unanimidade em relação ao tipo de abertura ou lixiviação que seria a mais adequada do ponto de vista da extração dos metais da sílica, que é, em última análise, a base do solo. Cinco ácidos minerais (fluorídrico, perclórico, sulfúrico, nítrico e clorídrico) têm sido largamente utilizados para a extração simultânea de um grande número de metais em solos (Bock, 1979). A análise elementar de solos pode ser realizada de várias maneiras, sendo algumas delas bem perigosas, como é o caso do ataque triácido (HF-HNO 3-HClO4). Contudo, a eficiência de cada método varia muito com o tipo de elemento que se pretende determinar e com a composição do solo.

III - Precipitação O elemento a ser dosado (macroconstituinte) é separado da solução preparada através da formação de um precipitado convenientemente escolhido em cada caso. Algumas precauções devem ser tomadas durante o processo de digestão, para evitar erros significativos nos resultados obtidos •

Solubilidade do precipitado

Deve-se escolher um reagente precipitante que conduza à formação de um precipitado quantitativamente insolúvel. Usa-se um excesso do reagente para causar o efeito dos íons comum, diminuindo a solubilidade do precipitado, com exceção dos casos em que há formação de complexo solúvel devido ao excesso desse reagente. A exatidão final de um método de análise gravimétrica está limitada, em parte, pela perda do precipitado devido à sua solubilidade no meio reagente e no líquido de lavagem empregado na purificação. Essas perdas alcançam, freqüentemente, sérias proporções, particularmente quando é necessário uma lavagem extensiva para assegurar um precipitado puro quando se deve usar um precipitado demasiadamente solúvel. Como é impossível eliminar completamente as perdas de solubilidade, deve-se ter um grande controle sobre os fatores que influem na solubilidade dos precipitados. As variáveis mais comuns que influem na solubilidade do precipitado são: temperatura, pH, concentração do reagente, concentração salina e concentração do dissolvente. •

Características físicas do precipitado

É importante o conhecimento prévio do tipo de precipitado que será obtido, pois, disso dependerá o tipo de filtração a ser empregado na separação do precipitado do meio de precipitação e indica, também a necessidade ou não de um certo tempo de digestão. A prática da análise gravimétrica abrange vários tipos de precipitados que se distingüem, principalmente, quanto ao tamanho das partículas. O tamanho das partículas é uma característica muito importante, pois dele depende, em grande parte, a qualidade do precipitado quanto à filtrabilidade. Os precipitados cristalinos são os mais favoráveis para fins gravimétricos. As partículas do precipitado são cristais individuais bem desenvolvidos. Elas são densas e sedimentam rapidamente. Os precipitados cristalinos são facilmente recolhidos por filtração e, em geral, não se deixam contaminar por adsorção. Os pulverulentos, ou finamente cristalinos, consistem de agregados de diminutos cristais individuais. São densos e sedimentam rapidamente. Às vezes, oferecem dificuldades à filtração, pois a presença de pequenos cristais obriga ao uso de filtros de textura densa e lentos. Os vãos existentes nos agregados oferecem condições favoráveis para a incorporação de substâncias estranhas. São exemplos os precipitados de BaSO 4 e CaC2O4. Quanto aos precipitados grumosos, que incluem os haletos de prata, resultam de fluculação de colóides hidrófobos. São bastante densos, pois eles arrastam pouca água. A floculação pode ser efetuada por adição de eletrólitos, aquecimento e agitação. Os agregados das partículas coloidais são facilmente retidos pelos meios filtrantes usuais; eventualmente, é preciso cuidar para que, na lavagem do precipitado, não ocorra peptização. Os precipitados gelatinosos resultam da floculação de colóides hidrófobos. São exemplos, os hidróxidos de ferro (III), alumínio, a síllica hidratada e os sulfetos metálicos. São volumosos, têm a consistência de flocos e arrastam quantidades consideráveis de água. Oferecem dificuldades à filtração e à lavagem e não podem permanecer por longo tempo em contacto com a água-mãe devido a sua grande superfície que provoca absorção de impurezas do meio. As características físicas de um precipitado dependem da natureza das substâncias, mas também, em certa medida, das condições de formação do precipitado e de sua evolução espontânea ou tratamentos posteriores. A formação de um precipitado é um processo cinético que tende para um equilíbrio. O controle de velocidade e outras condições, sob as quais se processa a precipitação, permite, em parte, influir nas características físicas do precipitado. Haja vista as características supracitadas, faça um esquema da formação de precipitados, partindo da nucleação, bem como um breve resumo abordando a formação de colóides.

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Pureza do precipitado

Quando, em solução, se precipita uma substância química, nem sempre, a mesma é separada com alta pureza, pois pode conter impurezas em proporções variáveis, conforme o precipitado e as condições em que se efetuou a precipitação. A contaminação do precipitado por substâncias que, por sua solubilidade, deveriam permanecer em solução denomina-se coprecipitação. Esta pode ser por adsorção sobre a superfície da partícula em contato com a solução ou por oclusão de substâncias estranhas durante o crescimento dos cristais das partículas primárias. As fases sólidas obtidas por precipitação, conforme as técnicas usuais da análise gravimétrica, estão sujeitas a diferentes formas de contaminação. A lavagem dos precipitados remove as impurezas contidas na solução-mãe mecanicamente retida pelas partículas e, também, pelo menos em parte, as impurezas superficialmente nelas adsorvidas. A simples lavagem é, entretanto, ineficaz quanto às contaminações provocadas por inclusão isomórfica e não isomórfica. Não é possível estabelecer uma regra geral na obtenção dos precipitados gravimétricos, capaz de eliminar ou reduzir formas de contaminação. Contudo, o estudo de várias formas de contaminação permitiu fixar certas condições favoráveis para a separação de fases sólidas convenientemente puras. A precipitação em condição de baixa supersaturação favorece a formação de cristais grandes e bem desenvolvidos e, ao mesmo tempo, reduz a um mínimo a adsorção superficial e a oclusão. O recurso é ineficaz com relação à inclusão isomórfica ou não isomórfica e à pós-precipitação. O grau de contaminação por oclusão é largamente determinado pela velocidade de formação do precipitado. Esta, por sua vez, depende de vários fatores como a concentração da espécie a precipitar, a concentração da solução do reagente precipitante, a técnica usada na precipitação e a temperatura.

IV - Digestão do precipitado É o tempo em que o precipitado, após ter sido formado, permanece em contacto com a água-mãe. A digestão é o processo destinado à obtenção de um precipitado constituído de partículas grandes, o mais puro possível, e de fácil filtração. A digestão, efetuada em temperatura elevada, é um processo de recristalização, no qual as impurezas ocluídas passam para a água-mãe. Em precipitados gelatinosos basta uma fervura e o mínimo tempo possível para a filtração. Esse fenômeno é denominado, também, de envelhecimento do precipitado e constitui-se de um conjunto de transformações irreversíveis, depois que se formou. As partículas pequenas tendem à dissolução e à reprecipitação sobre a superfície dos cristais maiores, fenômeno denominado de amadurecimento de Ostwald. Quando o precipitado é constituído de partículas imperfeitas e floculosas e, após o envelhecimento, tornam-se compactas e perfeitas, por dissolução do material dos vértices e arestas dos cristais e que se deposita sobre o mesmo cristal, esse fenômeno é denominado de amadurecimento interno de Ostwald. A necessidade ou não de um tempo de digestão é conhecida pelas características físicas do precipitado e de sua solubilidade. Os processos analíticos clássicos já especificam o tempo e a temperatura adequados para cada caso.

V- Filtração É a separação do precipitado do meio em que se processou sua formação. A maneira como é feita a filtração dependerá do tratamento a que o precipitado será submetido na secagem ou calcinação, conforme o caso.

Filtração por gravidade: onde se especifica quais os tipos de papel de filtro quantitativo empregados nessa técnica. Filtração por sucção: utilizada quando se possui precipitados que passam através do papel de filtro. Para tanto, utiliza-se normalmente cadinho de Gooch com camada filtrante ou cadinho de placa sinterizada. VI - Lavagem do Precipitado Após a filtração do precipitado, deve-se submetê-lo a um processo de lavagem para remover parte da água-mãe que nele ficou retida e eliminar as impurezas solúveis e não voláteis. Durante a realização dessa operação, poderá ocorrer a peptização.

VII - Calcinação ou Secagem Após a filtração e a lavagem, o precipitado deve ser secado ou calcinado para depois ser pesado.

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

IX – Cálculos Os cálculos realizados em gravimetria são relativamente simples, devendo ter-se cuidado especial com a correspondência de unidades, de modo geral. A percentagem do analito presente na amostra é obtida pela seguinte expressão:

P(%m/m) = mp . x Fg x 100 ma Onde: P(%m/m) = percentagem em massa do analito; mp = massa da substância pesada (forma de pesagem); ma = massa da amostra tomada para análise; Fg = fator gravimétrico. Raramente, a massa de ppt ou do resíduo resultante do tratamento do ppt fornece a massa do constituinte na forma com deve ser expressa. Razão pela qual se usa o fator gravimétrico, Fg, para corrigir a diferença. O fator gravimétrico é dado pela expressão:

Fg =

massa molar do analito

. .

massa molar da forma de pesagem Ex.1. O fator gravimétrico para determinação de sulfato via gravimetria por precipitação do BaSO4 é Fg =

MMSO4-2

MMBaSO4

.=

96,06 = 0,4117

233,34

Ex.2. O fator gravimétrico para determinação de Fe via gravimetria por precipitação do Fe(OH)3 que, após calcinação é pesado na forma de Fe2O3 é: Fg =

MM Fe

MM Fe2O3

.=

55,85 = 0,3497

159,69

EXERCÍCIOS RESOLVIDOS Exemplo 1: Determinação de ferro em solo 0,485g de uma amostra de solo contendo ferro (II) e (III), foi oxidada e o ferro (III) 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(III) na amostra?

Passo 1: Cálculo da massa de Fe+3 Dados do problema: m amostra = 0,485g m Fe2O3 = 0,248g PM Fe = 55,847g PM Fe2O3= 159,690g Reações:

Fe+2 e Fe+3 + H+ (HNO3)

⇒

Fe+3 + NH4OH

(agente precipitante)

⇒

Fe2O3. xH2O

Fe2O3

(precipitado já calcinado)

Cálculo da massa de Fe+3 2Fe+3 ⇒ Fe2O3 2moles de Fe+3 ⇒1mol Fe2O3 2 x PM Fe+3 ⇒ 1x PM Fe2O3 m Fe+3 ⇒ m Fe2O3 m Fe+3 = m Fe2O3 [2 x PM Fe +3] PM Fe2O3 +3 mFe  =2

x 55,847 x 0,248 159,690

+3 mFe  =

0,173

Passo 2: Cálculo da % de Fe+3 na amostra. m amostra ⇒ 100% m Fe+3 ⇒ % Fe+3 0,485 ⇒ 100% 0,173 ⇒ % Fe+3 % Fe+3=0,173x100 0,485

% Fe+3 = 35,67 %

Exemplo 2: Cálculo da % de ferro pelo fator gravimétrico (F.G.) Tomando como base de cálculo os dados do Exemplo 1, calcule a % de ferro(III) na amostra de solo. Passo 1: Cálculo do fator gravimétrico F.G. = PM substância pretendida x a (No mol do elemento na substância pesada) PM substância pesada

b (No mol do elemento na substância pretendida)

a e b são índices que tornam o peso molecular (PM) do numerador e do denominador quimicamente equivalentes Fe+3 ; b=1

Fe2O3 ; a=2

F.G = 55,847 x 2 F.G.= 0,699 159,69 1 Passo 2: Cálculo da % de ferro (III) na amostra % de analito ou seja a % Fe3+= massa do precipitado x F.G.x100 massa da amostra 3+ % Fe  = 0,248 x 0,699 x 100 0,485 3+ % Fe = 35,74%

Exemplo 3:Determinação de cálcio em águas naturais O íon cálcio é precipitado na forma do sal orgânico oxalato de cálcio (pouco solúvel) com ácido oxálico H2C2O4. O precipitado CaC 2O4 é coletado em papel de filtro (este será convertido em CO2(gás) e H2O(vapor) pela ação oxidante do O2  atmosférico, sendo estes então eliminados), seco e aquecido até o rubro (calcinação). O processo converte o precipitado quantitativamente para óxido de cálcio (cal). O precipitado depois de calcinado é resfriado em dessecador e pesado. Usa-se um cadinho previamente aquecido, resfriado e pesado para a ignição do precipitado. O cálcio em 200mL de amostra de água natural foi determinado pela precipitação do cátion como CaC 2O4 . O precipitado foi filtrado, lavado e calcinado em cadinho com massa de 26,600g. A massa do cadinho, mais o precipitado calcinado (CaO PM=56,08g/mol) foi de 26,713g. Calcule a massa de cálcio (PM=40.08g/mol) por 100mL de amostra de água.

Passo 1: Cálculo da massa de CaO (massa cadinho + massa precipitado) - massa do cadinho = massa de CaO 26,713

-

26,600

= 0,113g

mCaO = 0,113g

Passo 2: Cálculo da massa de Ca presente no material calcinado: CaO ⇒ Ca+2 1mol de CaO ⇒1mol Ca+2 1 x PM CaO ⇒ 1x PM Ca+2 mCaO ⇒ mCa mCa = mCaOxPMCa+2 PMCaO mCa = 40,08x0,113 56,08

mCa = 0,081 g (massa do Ca em 200 mL de amostra)

Passo 3: Cálculo da massa de Ca em 100 mL de amostra mCa g ⇒ 200 mL x g ⇒ 100 mL x g = mCa x100mL 200 mL xg = 0,081x100 200

xg = 0,041 g (massa de Ca em 100 mL de amostra)

Exemplo 4: Determinação do volume de precipitante requerido para a precipitação de determinado elemento. Calcule o volume (mL) de NH3 (densidade 0,99g/mL, pureza 2,3%) que é requerido para precipitação o ferro como Fe(OH)3 em 0,70g de amostra que contém 25% de Fe2O3. Dados do problema. m amostra = 0,70g % Fe2O3 amostra = 25% d NH3 = 0,99g/mL Pureza NH3 = 2,3%

Passo 1: Cálculo da massa pura de Fe2O3 Reação: Fe+3 + 3 NH3 + 3 H2O → Fe(OH)3↓ + 3 NH 4+ Passo 1: Cálculo da massa de Fe2O3 % do analito = m analito x 100 m amostra m analito = % do analito x m amostra 100 m Fe2O3 = 25 x 0,70 100 m Fe2O3 = 0,175 g

Passo 2: Cálculo da massa Fe(OH)3 2 Fe(OH)3 → Fe2O3 m Fe(OH)3 → m Fe2O3 m Fe(OH)3 = 2 x 106,847 x 0,175 159,690 m Fe(OH)3 = 0,234

Passo 3: Cálculo da massa de NH3. Fe+3 + 3 NH3 + 3 H2O → Fe(OH)3↓ + 3 NH 4+ 3 NH3 → Fe(OH)3 m NH3 → m Fe(OH)3 m NH3 = m Fe(OH)3 x 3 NH3 Fe(OH)3 m NH3 = 0,234 x 3 x 17,03 106,847 m NH3 = 0,112 g

Passo 4: Cálculo do volume de NH3: 1 mL ⇒ dxP g 100 v de NH3 mL ⇒ massa de NH3 1 mL

  0,99x2,3 100 v de NH3 mL ⇒ 0,112 ⇒

v de NH3 mL = 0,112x100 0,99x2,3 v de NH3 mL = 4,92 mL

EXERCICIOS PROPOSTOS 1 - Calcule o fator gravimétrico para as seguintes substâncias:

substância pretendida

substância pesada

Fe3O4

Fe2O3

SO4 

BaSO4

Al

Al2O3

Ca

CaC2O4

2 - Em uma solução que contém íons cloreto, por exemplo em uma solução de cloreto de potássio, o cloreto foi precipitado na forma de cloreto de prata, cuja massa depois de seca foi de 0,1562 g. Escreva a reação de precipitação do cloreto de prata, calcule a massa de cloreto e a %o (partes por mil) em 100 mL de solução. 3 - Em uma solução de sulfato de ferro (III) o ferro foi precipitado com amônia na forma de hidróxido de ferro (III) e calcinado. A massa do precipitado calcinado (óxido de ferro (III)) foi de 0,3288g. Escreva as equações do processo e calcule: a) a massa de sulfato de Fe(III) na solução b) a massa de Fe(III) na solução. 4 - Para analisar uma solução de sulfato de alumínio tomou-se uma alíquota de 50 mL desta solução e se precipitou o sulfato na forma de sulfato de bário. A massa deste último foi de 0,2640g. Calcular : a) a massa de sulfato b) a massa de sulfato de alumínio com 18 moléculas de água, ambas em um litro de solução. 5 - Um precipitado que contém SiO2, Al 2O3 e Fe2O3, foi tratado com uma mistura de ácidos fluorídrico e sulfúrico para eliminar o SiO2. Após a digestão o precipitado teve sua massa diminuída em 0,2607g. Calcule o conteúdo de silício no precipitado inicial. 6 - A partir de uma porção pesada de aço especial com 1,086g de massa e após sua solubilização e tratamento correspondente com dimetilglioxima (reagente de CHUGAEV) o níquel foi precipitado na forma de níqueldimetilglioxima (NiC8H14O4N4). O precipitado depois de seco pesou 0,2136g. Calcule a % de níquel no aço analisado. 7 - Ao analisar uma porção pesada de apatita de 0,1112g obteve-se 0,9926g de precipitado [(NH4)3PO4.12MoO3]. Calcule a % de fósforo e de P2O5 nesta amostra. 8 - Que massa de nitrato de prata é necessária para converter 2,3300g de carbonato de sódio em carbonato de prata? Que massa de carbonato de prata é formada? 9 - A elevadas temperaturas o NaHCO 3 é convertido quantitativamente a carbonato de sódio segundo a reação: 2NaHCO3(s) ⇒ Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g), se 0,3592g de uma amostra que contenha NaHCO 3 e impurezas não voláteis é calcinada produzindo um resíduo de massa igual a 0,2362g, qual a percentagem de pureza da amostra? 10 - 0,8378g de amostra de oxalato de cálcio é aquecido a 1000 oC segundo a reação CaC2O4(s) ⇒  CaO(s) + CO(g) + CO 2(g), calcule: a) O no  de moles de óxido de cálcio remanescente depois da calcinação b) O no de milimoles de monóxido de carbono envolvido c) A massa de dióxido de carbono produzido 11 - Que massa de cloreto de bário dihidratado é necessário para reagir com 0,1503g de: a) nitrato de prata (produzindo cloreto de prata)? b) sulfato de magnésio (produzindo sulfato de bário)? c) ácido fosfórico (produzindo fosfato de bário)? 12 - Calcule a massa de cloreto de prata produzido quando um fluxo de cloro (gás) é passado através de 0,3640g de iodeto de prata, reação: 2AgI(s) + Cl2(g) ⇒ 2AgCl(s) + I2(g)

13 - O alumínio em 1200g de amostra impura de sulfato de amônio e alumínio foi precipitado com amônia aquosa na forma de Al2O3.xH2O. O precipitado foi filtrado e aquecido a 1000 0C para dar Al2O3  que pesou 0,1798g. Expresse o resultado em termos de % NH4Al(SO4)2. 14 - O mercúrio em 0,7152g de amostra foi precipitado com um excesso de ácido paraperiódico (H 5IO6): 5Hg+2+2H5IO6 ⇒ Hg 5(IO6)2(s) + 10H+ . O precipitado foi filtrado, lavado para eliminar o agente precipitante livre e calcinado até massa constante de 0,3408g. Calcule a % de cloreto de mercúrio (I) na amostra. 15 - Uma série de amostras de sulfato foram analisadas pela precipitação como sulfato de bário. Se o conteúdo de sulfato nessas amostras é de 20 a 55%, qual a mínima massa de amostra que deve ser pesada para produzir um precipitado com massa não inferior a 0,3000g? Qual o máximo de massa de precipitado quando esta massa de amostra for considerada e quando o máximo de sulfato for obtido? PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: Objetivo: determinar experimentalmente o teor de cromo presente em uma amostra, através do método gravimétrico. Introdução Teórica O crômio é um metal de transição, duro, frágil, de coloração cinza semelhante ao aço. É muito resistente à corrosão. Seu maior estado de oxidação é +6, ainda que estes compostos sejam muito oxidantes. Os estados de oxidação +4 e +5 são pouco frequentes, enquanto que os estados mais estáveis são +2 e +3. Também é possível obter-se compostos nos quais o crômio apresenta estados de oxidação mais baixos, porém são bastante raros. Em princípio, se considera o crômio (em seu estado de oxidação +3) um elemento químico essencial, ainda que não se conheça com exatidão suas funções. Parece participar do metabolismo dos lipídios e dos hidratos de carbono, assim como em outras funções biológicas. Tem-se observado que alguns dos complexos do crômio parecem participar da potencialização da ação da insulina, sendo, por isso, denominado de "fator de tolerância à glicose", devido à relação com a atuação da insulina. A ausência de crômio provoca intolerância à glicose e, como consequência, o aparecimento de diversos distúrbios. Até hoje não foi encontrada nenhuma metaloproteína com atividade biológica que contenha crômio, por isso ainda não se pode explicar como atua. Sua carência nos seres humanos pode causar ansiedade, fadiga e problemas de crescimento. Em contraposição, seu excesso (em nível de nutriente) pode causar dermatites, úlcera, problemas renais e hepáticos. Por outro lado, os compostos de crômio no estado de oxidação +6 são muito oxidantes e são cancerígenos.

Procedimento experimental •

Dissolva 0,5 g de K2Cr 2O7 em 100 mL de água.

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Adicione 10 mL de HCl concentrado e 5 mL de álcool etílico absoluto.

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Aqueça à ebulição.

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Mantenha a ebulição e agite até a redução total do dicromato de potássio ( a solução fica verde-escura).

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Continue a ebulição até a eliminação do excesso de álcool e aldeído.

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Dilua a solução até 150 mL e aqueça à ebulição.

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Junte, agitando, excesso de hidróxido de amônio diluído até precipitação total de Cr(OH)3 cinzaesverdeado ou violáceo. Continue a ebulição por alguns minutos e agite.

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Apague o fogo e deixe depositar o Cr(OH)3. Se o líquido sobrenadante for avermelhado, continue a ebulição até que deposite o precipitado e o líquido sobrenadante fique completamente claro.

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Lave o precipitado por decantação com água destilada quente em filtração.

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Seque o precipitado junto com o papel de filtro.

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Calcinar um cadinho e deixar esfriar no dessecador.

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Determine a massa do cadinho frio.

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Junte ao cadinho o precipitado do vidro de relógio e aqueça em mufla, a fim de transformar em Cr 2O3 verde-escuro.

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Deixe esfriar o cadinho com o precipitado de trióxido de dicromo no dessecador.

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Pese o conjunto e anote a massa.

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Determine a massa do óxido.

Tratamento dos dados: a) massa da amostra = b) massa do cadinho vazio = c) massa do cadinho com precipitado de Cr 2O3= d) massa do precipitado Cr 2O3= e) cálculo do fator gravimétrico = f = massa do Cr / massa do Cr 2O3

PÓS LABORATORIO Elaborar um relatório, segundo as normas técnicas vigentes, descrevendo todo o procedimento realizado, incluindo: - Objetivos - Introdução teórica - Materiais e métodos - Discussão dos resultados - Referencial Bibliográfico

QUESTÕES 1) Escreva as equações químicas envolvidas nessa análise. 2) Qual as diferenças entre volumetria e gravimetria? 3) Como você soube da redução de Cr 6+ para Cr 3+? 4) Por que se formou aldeído? 5) Por que se calcinou o precipitado Cr(OH) 3 ? 6) O que é e para que serve o fator gravimétrico? 7) Calcule a massa de cromo na amostra. 8) Determine a % de cromo na amostra. 9) Compare a massa obtida com a massa teórica. Qual o erro? Quais as causas? 10) Cite 3 tipos de precipitados e exemplifique. Qual a diferença entre eles?

Para Saber Mais Métodos Gravimétricos de Análise - www.catalao.ufg.br /siscomp/sis_prof/admin/files/sil... 48º CBQ - Método Alternativo para Análise Quantitativa de Enxofre - www.abq.org.br/cbq/2008