Gravimetria de Volatização
Teoria
Opaaa, o que que é isso, que nome estranho é esse?!!
A gravimetria é um método de análise quantitativo, ou seja, a gente conhece a composição da nossa amostra mas queremos determar a massa do analíto!!
Mas antes da gente começar a falar de verdade de gravimetria de volatização, vamos dar um passo pra trás!!
Estamos falando de um método experimental, então temos que levar em conta a limitação dos instrumentos utilizados, para no final a gente chegar a um resultado coerente com o método. Então vamos conversar um pouquinho sobre algarismos significativos.
Algarismos Significativos
Vamos imaginar uma régua, aquela comunzinha que a gente ta acostumado mesmo:
Agora, qual é a medida marcada na régua?
Não da pra ter exatamente certeza, só sabemos que a medida é alguma coisa entre e . Então a gente diz que o último algarismo tem uma incerteza associada!
Mas o mais importante aqui é reconhecer a limitação do instrumento. Se tivermos, por exemplo que dividir essa medida, vamos dizer que é , por ?
O resultado vai ser , então quer dizer que a gente pode usar quantos números quisermos depois da vírgula?!
NÃO!!!
Para ajudar a gente nisso, temos algumas regrinhas!!!
- Adição e subtração
- Multiplicação e divisão
Quando a gente soma ou subtrai números com quantidades diferentes de algarismos significativos, a resposta deve ter o mesmo número de algarismos depois da vírgula que o menor número de algarismos significativos, por exemplo:
O resultado então deve ser !
Aqui a gente vai se ater apenas ao menor número de algarismos significativos:
Nesse caso a gente arredonda para !
Prontinho, podemos continuar!
Gravimetria de volatização
Como a gente falou lá em cima, a gravimetria é uma técnica analítica baseada na medida da massa de uma substância préviamente separada de outros constituintes! Mas o negócio aqui é como que essa separação vai acontecer!!
Na gravimetria de volatização o analito é isolado da amostra pela sua conversão e um gás de composição conhecida, e a partir da massa de gás produzido é que a gente consegue determinar a concentração do analíto, usando estequiometria!
Método direto
No método direto é utilizado energia química ou térmica pra volatilizar o componente de interesse que por sua vez é retido em um absorvedor com massa conhecida. O absorvedor é pesado e a diferença da massa inicial e final determina a quantidade de analíto!
Esse método é geralmente utilizado pra determinar a quantidade de água ou dióxido de carbono em uma amostra.
É muito importante que o absorvente seja seletivo e absorva apenas o analito!
Método indireto
No método indireto quantidade de água é estabelecida pela perda de massa da amostra durante o aquecimento, é menos satisfatório porque precisa ser considerado que a água seja o único componente volatilizado. Esta consideração é freqüentemente injustificada, contudo, pois o aquecimento de muitas substâncias resulta em sua decomposição e conseqüente variação na massa não relacionada com a presença da água. Apesar disso, o método indireto tem tido amplo uso na determinação de água em itens comerciais, como grãos.
Podemos determinar a umidade de uma amostra da seguinte forma:
Onde é a massa inicial da amostra e é a massa final da amostra!
Gravimetria de volatização
Método direto
Método indireto
Exercícios Resolvidos
Exercício Resolvido #1
HARRIS, DANIEL C., Análise Química Quantitativa, 6ª Edição, LTC-Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., Rio de Janeiro-RJ, 2005.
Quantos algarismos significativos existem em cada um dos seguintes números?
Passo 1
Bora lá então!
Começando pela letra (a) e o número , não temos nenhum zero a esquerda então nesse caso a gente só precisa contar quantos números temos!
São números, portanto algarismos significativos
Passo 2
Agora com o número , nesse caso pra facilitar podemos escrever em potência de , ficaríamos com:
O último zero a direita continua ali porque supomos que seja um algarismo conhecido, portanto significativo.
Temos então algarimos significativos!
Passo 3
E pra acabar temos que já ta no jeito pra a gente!!
Assim como na letra anterior supomos que o último zero esta ali porque ele é conhecio, temos então algarismos significativos!
Molezinha, não é?!
Resposta
- 5 algarismos significativos
- 4 algarismos significativos
- 3 algarismos significativos
Exercício Resolvido #2
HARRIS, DANIEL C., Análise Química Quantitativa, 6ª Edição, LTC-Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., Rio de Janeiro-RJ, 2005.
Escreva a resposta com o número correto de algarismos significativos.
Passo 1
Primeiro vamos ver qual é a operação e depois vemos qual regra usamos, beleza?!
Show, a primeira operação é a soma, então temos que ficar de olho nas casas decimais!
O número tem casas decimais, enquanto tem . Se a resposta deve ter o mesmo número de casas decimais que o que tem menos, logo o resultado deve ter casas decimais!
Ficamos com:
Passo 2
Na letra (b) a operação é subtração, a regra é a mesma!
A resposta é:
Precisamos cortar um número, que nesse caso é o , como ele é maior que então arredondamos para:
Passo 3
Pra acabar temos uma divisão!
Agora a regra é outra, quem interessa é o número de algarismos significativos, temos então:
O problema nos da a resposta:
A resposta corrigida deve se baser no número com o menor quantidade de algarismos significativos, que é o com .
Se só podemos usar dois algarismos significativos o que é mais fiel, dizer que a resposta é ou ?
Como primeiro número que vamos cortar é o , então arredondamos para !
Resposta
Exercício Resolvido #3
HARRIS, DANIEL C., Análise Química Quantitativa, 6ª Edição, LTC-Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., Rio de Janeiro-RJ, 2005.
Utilizando o número correto de algarismos significativos, calcule as seguintes massas molares:
Passo 1
Pra responder essa pergunta vamos precisar consultar a tabela periódica!
Começando com o fluoreto de bário, pela tabela periódica temos:
Montando uma equação para a massa da molécula, ficamos com:
Temos duas operações, soma e multiplicação, mas se a gente pensar bem a multiplicação não é beeeeem uma multiplicação! O não tem nenhum valor de mais ou menos precisão...a gente tem dois átomos de e estamos duplicando essa massa.
Pensando assim, é como se estivéssemos fazendo , certo?!
Ok, então vamos tratar a nossa operação como se fosse só soma!
Nesse caso temos que olhar pro menor número de casas decimais, que é com duas, a resposta deve ter o mesmo número de casas decimais, nesse caso ficamos com:
Arredondamos, já que é maior que !
Passo 2
Bora pra letra (b) então!!!
Temos a molécula , consultando a tabela periódica:
Vão ter algumas multiplicações, mas a ideia é a mesma que a da letra (a), vamos tratar tudo como soma!
Nesse caso vemos que o menor número de casas decimais é , na verdade todas tem casas decimais.
Montando a expressão ficamos com:
A resposta já tem casas decimais, então não precisamos mudar nadinha!
Resposta
(a)
(b )
Exercício Resolvido #4
Elaboração própria.
Para a determinação de sílica em amostras sólidas, uma amostra de foi fundida em um forno do tipo mufla, após o arrefecimento da amostra foi colocada em um bécher e misturada em uma solução de e . Essa solução foi evaporada até sua secura e depois foi adicionada uma solução de . Esse novo conjunto foi aquecido por até que se sobrou apenas uma solução contendo sílica e impurezas. Essa solução foi filtrada, a fase sólida foi lavada e pesada uma massa de .Foi adicionada uma solução de e de e esse conjunto foi aquecido até a secura, sobrando apenas as impurezas no final desse processo. A massa pesada foi de . Determine a porcentagem de sílica presente na amostra.
Passo 1
O problema nos da o valor de algumas massas, vamos nos concentrar nelas!
Temos a massa da amostra , temos a massa da sílica e impurezas e por fim a massa apenas das impurezas, .
Agora, pra a gente achar a porcentagem de sílica na amostra, fazemos a seguinte continha:
A massa da sílica presente da amostra deve ser a massa do conjunto menos a massa das impurezas, certo?!
Então ficamos com:
Substituindo os dados:
Calculando achamos:
Aweee!!
Resposta
Exercício Resolvido #5
Lista de Química Analítica-UFC
No laboratório foi realizado a determinação da umidade das folhas de Malva-santa pelo método indireto de gravimetria por volatização. Inicialmente foi realizado uma dessecação a , um bécher a ser utilizado como recipiente, ele foi pesado e posteriormente foi pesado aproximadamente de folhas e levado para uma estufa a durante . Decorrido a amostra foi resfriada em um dessecador por e pesada novamente, anotou-se os valores novamente e foi levada para a estufa onde passou mais resfriou-se e pesou novamente. Calcule a umidade da amostra.
Dados:
Massa do béquer:
Massa do béquer + massa da amostra:
Massa do béquer + massa da amostra após a :
Massa do béquer + massa da amostra após a :
Passo 1
Queremos determinar a umidade na amostra a partir da massa da amostra depois da dessecação, para isso vamos usar a seguinte expressão:
Bem, não conhecemos a massa de água, mas ela deve ser a diferença da massa da amostra incial e da massa da amostra final, depois do processo de volatização, certo?!
Beleza então, como a massa do béquer é constante, podemos dizer que:
Agora, quem é a massa da amostra? Para isso a gente precisa subtrair a primeira massa da amostra pesada da massa do béquer:
Passo 2
Substituindo na expressão para umidade, ficamos com:
Substituindo os valores:
Calculando, achamos: