Dopo un’appropriata dissoluzione del campione si dovrebbero seguire i seguenti passi per una procedura gravimetrica di successo:
1. Preparazione della soluzione: Questo può comportare diversi passaggi tra cui la regolazione del pH della soluzione in modo che il precipitato si verifichi quantitativamente e ottenere un precipitato delle proprietà desiderate, la rimozione delle interferenze, la regolazione del volume del campione per adattarsi alla quantità di agente precipitante da aggiungere.
2. Precipitazione: Questo richiede l’aggiunta di una soluzione di agente precipitante alla soluzione del campione. All’aggiunta delle prime gocce dell’agente precipitante, si verifica la sovrasaturazione, poi inizia la nucleazione dove ogni poche molecole di precipitato si aggregano insieme formando un nucleo. A questo punto, l’aggiunta di ulteriore agente precipitante formerà nuovi nuclei o si accumulerà sui nuclei esistenti per dare un precipitato. Questo può essere previsto dal rapporto di Von Weimarn dove, secondo questa relazione, la dimensione delle particelle è inversamente proporzionale a una quantità chiamata supersaturazione relativa dove
Sostaturazione relativa = (Q – S)/S
La Q è la concentrazione dei reagenti prima della precipitazione, S è la solubilità del precipitato nel mezzo da cui viene precipitato. Quindi, per ottenere una crescita delle particelle invece di un’ulteriore nucleazione, dobbiamo rendere il rapporto di sovrasaturazione relativo il più piccolo possibile. Le condizioni ottimali per la precipitazione che rendono bassa la sovrasaturazione sono:
a. Precipitazione con soluzioni diluite per diminuire il Qb. Aggiunta lenta dell’agente precipitante per mantenere Q il più basso possibile. Agitazione della soluzione durante l’aggiunta dell’agente precipitante per evitare siti di concentrazione e mantenere Q bassod. Aumentare la solubilità con la precipitazione dalla soluzione calda. Regolare il pH per aumentare S, ma non aumentare troppo np perché non vogliamo perdere il precipitato per dissoluzionef. Di solito aggiungere un piccolo eccesso di agente precipitante per la precipitazione quantitativa e controllare la completezza della precipitazione
3. Digestione del precipitato: Il precipitato viene lasciato caldo (sotto l’ebollizione) da 30 minuti a un’ora per la digestione delle particelle. La digestione comporta la dissoluzione delle piccole particelle e la riprecipitazione su quelle più grandi con conseguente crescita delle particelle e migliori caratteristiche del precipitato. Questo processo è chiamato maturazione di Ostwald. Un vantaggio importante della digestione si osserva per i precipitati colloidali dove grandi quantità di ioni adsorbiti coprono l’enorme area del precipitato. La digestione costringe le piccole particelle colloidali ad agglomerarsi, il che diminuisce la loro area superficiale e quindi l’adsorbimento. Dovete sapere che l’adsorbimento è un problema importante nella gravimetria in caso di precipitato colloidale poiché un precipitato tende ad adsorbire i propri ioni presenti in eccesso, formando quindi quello che viene chiamato uno strato ionico primario che attrae gli ioni dalla soluzione formando uno strato secondario o di contro-ioni. Le singole particelle si respingono a vicenda mantenendo le proprietà colloidali del precipitato. La coagulazione delle particelle può essere forzata dalla digestione o dall’aggiunta di un’alta concentrazione di una soluzione elettrolitica forte di diversi ioni per schermare le cariche sulle particelle colloidali e forzare l’agglomerazione. Di solito, le particelle coagulate ritornano allo stato colloidale se lavate con acqua, un processo chiamato peptizzazione.
4. Lavaggio e filtraggio del precipitato: È cruciale lavare accuratamente il precipitato per rimuovere tutte le specie adsorbite che si aggiungerebbero al peso del precipitato. Si dovrebbe fare attenzione a non usare troppa acqua perché parte del precipitato potrebbe andare perso. Inoltre, nel caso di precipitati colloidali non dovremmo usare l’acqua come soluzione di lavaggio poiché si verificherebbe una peptizzazione. In queste situazioni si può usare acido nitrico diluito, nitrato di ammonio o acido acetico diluito. Di solito, è una buona pratica controllare la presenza di agenti precipitanti nel filtrato della soluzione di lavaggio finale. La presenza di agente precipitante significa che è necessario un ulteriore lavaggio. La filtrazione dovrebbe essere fatta in carta da filtro di Gooch o di accensione di dimensioni appropriate.
5. Essiccazione e accensione: Lo scopo dell’essiccazione (riscaldamento a circa 120-150 oC in un forno) o dell’accensione in un forno a muffola a temperature che vanno da 600-1200 oC è quello di ottenere un materiale con struttura chimica esattamente nota in modo che la quantità di analita possa essere determinata con precisione.
6. Precipitazione da soluzione omogenea: Per rendere minimo il Q possiamo, in alcune situazioni, generare l’agente precipitante nel mezzo di precipitazione piuttosto che aggiungerlo. Per esempio, per precipitare il ferro come idrossido, sciogliamo l’urea nel campione. Il riscaldamento della soluzione genera ioni idrossido dall’idrolisi dell’urea. Gli ioni idrossido sono generati in tutti i punti della soluzione e quindi non ci sono siti di concentrazione. Possiamo anche regolare il tasso di idrolisi dell’urea e quindi controllare il tasso di generazione di idrossido. Questo tipo di procedura può essere molto vantaggioso in caso di precipitati colloidali.