CONCEITOS FUNDAMENTAIS
CÁLCULOS EM ANÁLISE GRAVIMÉTRICA
Os cálculos realizados em gravimetria são relativamente simples, devendo ter-se cuidado especial com a correspondência de unidades, de modo geral:
kg
ml  g
 ETAPAS: Precipitação* FiltraçãoLavagemAquecimento Pesagem
*O analito é convertido em precipitado dificilmente solúvel.
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:
Amostra contendo
Fe+2 e Fe+3 + H+  Fe+3 + NH4OH  Fe2O3. xH2 Fe2O3
                   (HNO3)     (agente precipitante)         (precipitado já calcinado)
digestão oxidação   Fe+2 a Fe+3
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
mFe+3 =2x55,847x0,248
                     159,690
mFe+3 = 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         % Fe+3 = 35,67 %
                   0,485  
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 pretendidaa (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              Fe2O; 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
% Fe3+ = 0,248 x 0,699 x 100
                          0,485
% Fe3+ = 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 CaC2O4 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 CaC2O4 . 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    mCa = 0,081 g (massa do Ca em 200 mL de amostra)
      56,08
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
x g = 0,081x100       x g = 0,041 g (massa de Ca em 100 mL de amostra)
              200
 
 
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
PNH3 = 2,3%
Reação:
 
           Passo 2: Cálculo da massa Fe(OH)3
 
          Passo 3: Cálculo da massa de NH3.
 
          Passo 4: Cálculo do volume de NH3:
1 mL  dxP  g
               100
volume de NH3 mLmassa de NH3
1 mL  0,99x2,3
                   100
volume de NH3 mL 0,112
volume de NH3 mL = 0,112x100
                                             0,99x2,3
 
          volume de NH3 mL = 4,92 mL
Estatística
 
  -  Resolver os exercícios propostos e entregar no prazo estabelecido em sala de aula
Exercícios propostos com respostas(quarta lista)
 
1 - Calcule o fator gravimétrico para:
 
substância  
pretendida 
substância  
 pesada 
elemento respostas
a)     As2O3 Ag3AsO4 arsênio 0,21
b)     FeSO4 Fe2O3 ferro 1,90
c)      K2O KB(C6H5)4 potássio 0,13
d)     SiO2 KAlSi3O8 silício 0,65
 
2 - O conteúdo de alumínio em uma liga é determinado gravimetricamente pela precipitação com 8-hidroxiquinolina para dar Al(C9H6ON)3. Se uma amostra de 1,021g fornece 0,1862g de precipitado, qual a percentagem de alumínio na liga? R=1,08%
3 - Uma amostra de KBr impuro pesando 523,1mg é tratada com um excesso de AgNO3 e obtêm-se 814,5mg de AgBr. Qual a pureza do KBr? R=98,68%
4 - O cloreto em 0,12g de amostra 95% pura de MgCl2 foi precipitado como AgCl. Calcule o volume de uma solução de AgNO3 0,100M requerida para precipitar o cloreto e dar um excesso de 10%. R=26,35mL
 5 - O conteúdo de cloreto em uma amostra foi analisado pela precipitação e pesagem do cloreto de prata. Qual a massa da amostra que deve ser pesada para que a massa do precipitado seja igual a percentagem de cloreto na amostra? R=24,73g
6 - Uma mistura contendo somente AgCl e AgBr pesa 2,000g. Ela é quantitativamente reduzida para prata metálica que pesa 1,300g. Calcule a massa de AgCl e AgBr na mistura original. R=1,134g p/ AgBr e 0,866g p/ AgCl.
7 - 0,3516g de amostra de um detergente fosfatado comercial foi calcinado para destruir a matéria orgânica. O resíduo foi tratado com HCl a quente, o P foi convertido para H3PO4. O fosfato foi precipitado como MgNH4PO4.6H2O pela adição de Mg+2 seguido da adição de NH3. Depois de filtrado e lavado, o precipitado foi convertido para Mg2P2O7(P.M.=222,57) pela calcinação a 1000oC. Este resíduo pesou 0,2161g. Calcule a percentagem de P(P.M.=30,974) na amostra. R=17,11%.
 
8 - 0,2795g de amostra de uma mistura orgânica contendo C6H6Cl6 (P.M.=290,83) e C14H9Cl5 (P.M.= 354,49) foi calcinada em um tubo de quatzo com fluxo de oxigênio. Os produtos (CO2, H2O e HCl) foram coletados através de uma solução de NaHCO3. Depois da acidificação o cloreto da solução na forma de AgCl (P.M.=143,32) pesou 0,7161g. Calcule a percentagem de cada composto halogênico na amostra. R= %C6H6Cl6 = 57,80%  e  %C14H9Cl5=42,20%
 9 - Para determinar o conteúdo de enxofre (S) no ferro fundido, pesou-se 5,904g de amostra e tratou-se da seguinte maneira. Dissolveu-se em HCl e o H2S desprendido do sulfeto de ferro destilou-se e absorveu-se em uma solução de sal de cádmio, a CdS formado foi tratado com solução de CuSO4 em excesso e o precipitado de CuS obtido foi calcinado, obtendo-se 0,0732g de CuO. Calcular a percentagem de enxofre no ferro fundido. R=0,50% de S.
10 - Para analisar a antimonita (Sb2S3) pesou-se uma porção de 0,1872g. Depois do tratamento adequado todo o enxofre foi transformado em SO42-, que determinou-se como BaSO4, cujo peso foi de 0,3243g. Calcular a percentagem de Sb2S3 na amostra de antimonita analisada. R=84,04% de Sb2S
Exercícios propostos com respostas(quinta lista)