UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO Centro de Tecnologia e Geociências

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA QUÍMICA INDUSTRIAL

DEQ

QUÍMICA ANALÍTICA EXPERIMENTAL AULA PRÁTICA No 02

TÍTULO: DETERMINAÇÃO DO TEOR DE SULFATO EM GESSO ASSUNTO: GRAVIMETRIA POR PRECIPITAÇÃO

1. INTRODUÇÃO: O método baseia-se na precipitação do sulfato de bário insolúvel, pela adição lenta de uma solução diluída de

cloreto de bário a uma solução quente e acidulada com HCl, que contenha o sulfato. Ba+2 + SO4

2- → BaSO4

O precipitado é filtrado, lavado com água quente, calcinado a cerca de 850oC e pesado. A solubilidade do sulfato de bário em água é muito baixa cerca de 0,3 - 0,4 mg/100ml na temperatura ambiente. Os ácidos minerais aumentam essa solubilidade por causa da formação do íon HSO4

-, porém ela é menor em presença de um excesso de íons de bário. A presença de uma pequena quantidade de HCl na solução evita a formação de sais de bário, de ânions como cromatos, carbonatos e fosfatos que são insolúveis em soluções neutras, além disso o precipitado de sulfato assim obtido é formado por cristais grandes e facilmente filtráveis. A precipitação deve ser efetuada na temperatura de ebulição para diminuir a supersaturação.

O sulfato de bário é um precipitado sujeito a impurezas em virtude do efeito de co-precipitação. Dependendo da natureza dos sais co-precipitados o resultado poderá ser mais elevado ou mais baixo. Cloretos e nitratos, se presentes, co-precipitam sob a forma de seus sais elevando consideravelmente os resultados. O erro ocasionado pelo cloreto poderá ser evitado adicionando-se lentamente e com agitação constante a solução de cloreto de bário, enquanto que o nitrato deverá ser eliminado previamente. Em presença de certos cátions como sódio, potássio, lítio, cálcio, alumínio, cromo e ferro III, ocorre a co-precipitação de seus sulfatos levando a erros sistemáticos negativos nos resultados. Estes interferentes deverão ser previamente removidos. A água presente na solução é ocluída e adsorvida pelo precipitado sulfato de bário, porém durante a calcinação ela é eliminada. O sulfato de bário quando puro não se decompõe ao ser aquecido ao ar seco até cerca de 1400o C, entretanto é facilmente reduzido a sulfeto pelo carbono do papel de filtro em temperaturas superiores a 600o C.

BaSO4 + 4C → BaS + 4CO A redução poderá ser evitada fazendo-se uma carbonização do papel lentamente e a temperaturas baixas em corrente de ar.

Gesso

A Gispita é um sulfato de cálcio hidratado natural (CaSO4.2H2O), depositado em decorrência da evaporação de águas de grande salinidade no passado geológico. Contém cerca de 32,5% de CaO, 46,0% de SO3 e 20,9% de H2O. É um mineral pouco solúvel em água dissolvendo-se totalmente em HCl. Quando aquecido a aproximadamente 230 oC perde a água de cristalização transformando-se em gesso (CaSO4.1/2H2O) Pode ocorrer ainda na natureza o sulfato de cálcio anidro (CaSO4) conhecido como anidrita contendo cerca de 41,2% de CaO e 58,8% de SO3.

2. PROCEDIMENTO:

2.1. Pesar cerca de 0,5000 g da amostra seca1 em cápsula de porcelana, juntar 50 mL de HCl 1:5 e levar à secura em banho Maria. 2.2. Aquecer a 105 ± 5o C durante duas horas, para desidratar a sílica. 2.3. Retirar da estufa e umedecer o resíduo com 20 ml de HCl 1:5. 2.4. Aquecer para dissolver os sais formados e filtrar em papel de filtração lenta, recolhendo o filtrado em balão volumétrico de 250 mL. Lavar a cápsula e o papel de filtro várias vezes com água quente. Desprezar o resíduo. Deixar o conteúdo do balão esfriar e completar o volume com água destilada. 2.5. Tomar uma alíquota de 100 mL, transferir para um béquer de 400 mL e adicionar água destilada até 200 mL. 2.6. Aquecer até ebulição e lentamente adicionar 10 mL de BaCl2 (10%) agitando continuamente. 2.7. Deixar em repouso por uma noite. 2.8. Filtrar por papel de filtração lenta. 2.9. Lavar o béquer e o papel de filtro várias vezes com água quente, tendo o cuidado de não colocar grande quantidade de água no funil, para evitar que o precipitado formado ultrapasse o papel de filtro. Passar várias vezes o bastão de vidro com a ponta de borracha nas paredes e no fundo do béquer para transferir quantitativamente todo o precipitado. Lavar até eliminar cloretos (coletar um pouco de água de lavagem em um tubo de ensaio e adicionar algumas gotas de solução de AgNO3. Se não houver turvação, os cloretos foram eliminados). 2.10. Transferir o papel de filtro com o precipitado para cadinho de porcelana previamente tarado, carbonizar lentamente o papel e calcinar em mufla a cerca de 900o C. 2.11. Esfriar em dessecador e pesar. 2.12. Calcular o teor de sulfato presente na amostra como SO3. Atente para o número de algarismos significativos!

3. QUESTÕES

a) Qual a função do HCl no experimento?

b) Quais os cuidados para que se favoreça a formação de precipitado cristalino?

c) A presença de cloreto superestima os resultados. Que nome se dá a esse fenômeno e que tipo se observa neste experimento?

d) O que se fez para eliminar o erro devido a presença de cloreto?

e) Verifique se o teor de sulfato nesta amostra comercial está ou não dentro das especificações. Inclua este tema na sua discussão dos resultados.

Bibliografia 1. Norma ABNT MB –3471 – Gesso para Construção – Determinação da água livre e de cristalização e teores de

óxido de cálcio e anidrido sulfúrico – Método de Ensaio, 1991 2. VOGEL – BASSET, J., DENNEY, R.C., JEFFREY, G.H., MENDHAM, J. Análise Inorgânica Quantitativa, 4a

edição, pág. 371. 3. KOLTHOFF, I.M., SANDELL, E.B.-Tratado de Química Analítica Quantitativa, 4a edição, pág. 391. [1]A amostra deve ser previamente seca em estufa a 230±100C até peso constante