Après dissolution appropriée de l’échantillon, il faut suivre les étapes suivantes pour réussir la procédure gravimétrique :
1. Préparation de la solution : Cela peut impliquer plusieurs étapes, notamment l’ajustement du pH de la solution pour que le précipité se produise quantitativement et obtenir un précipité aux propriétés souhaitées, l’élimination des interférences, l’ajustement du volume de l’échantillon en fonction de la quantité d’agent précipitant à ajouter.
2. Précipitation : Cette opération nécessite l’ajout d’une solution d’agent précipitant à la solution d’échantillon. Lors de l’ajout des premières gouttes de l’agent précipitant, une sursaturation se produit, puis la nucléation commence à se produire où chaque quelques molécules de précipité s’agrègent ensemble formant un noyau. À ce stade, l’ajout d’un agent précipitant supplémentaire formera de nouveaux noyaux ou s’ajoutera aux noyaux existants pour donner un précipité. Ceci peut être prédit par le rapport de Von Weimarn où, selon cette relation, la taille des particules est inversement proportionnelle à une quantité appelée la sursaturation relative où
Surchauffe relative = (Q – S)/S
Le Q est la concentration des réactifs avant la précipitation, S est la solubilité du précipité dans le milieu à partir duquel il est précipité. Par conséquent, pour obtenir une croissance des particules au lieu d’une nucléation supplémentaire, nous devons faire en sorte que le rapport de sursaturation relatif soit le plus petit possible. Les conditions optimales de précipitation qui rendent la sursaturation faible sont :
a. Précipitation en utilisant des solutions diluées pour diminuer Qb. Ajout lent de l’agent précipitant pour maintenir Q aussi bas que possiblec. Remuer la solution pendant l’ajout de l’agent précipitant pour éviter les sites de concentration et maintenir Q faibled. Augmenter la solubilité par précipitation à partir d’une solution chaudee. Ajuster le pH pour augmenter S, mais pas trop augmenter np car nous ne voulons pas perdre le précipité par dissolutionf. Habituellement, ajouter un petit excès de l’agent précipitant pour une précipitation quantitative et vérifier que la précipitation est complète
3. Digestion du précipité : Le précipité est laissé à chaud (en dessous de l’ébullition) pendant 30 min à une heure pour que les particules soient digérées. La digestion implique la dissolution des petites particules et la reprécipitation sur les plus grandes, ce qui entraîne une croissance des particules et de meilleures caractéristiques du précipité. Ce processus est appelé maturation d’Ostwald. Un avantage important de la digestion est observé pour les précipités colloïdaux où de grandes quantités d’ions adsorbés couvrent l’énorme surface du précipité. La digestion force les petites particules colloïdales à s’agglomérer, ce qui diminue leur surface et donc l’adsorption. Vous devez savoir que l’adsorption est un problème majeur en gravimétrie dans le cas d’un précipité colloïdal car un précipité a tendance à adsorber ses propres ions présents en excès, formant ainsi ce que l’on appelle une couche d’ions primaires qui attire les ions de la solution formant une couche secondaire ou contre-ion. Les particules individuelles se repoussent les unes les autres, conservant ainsi les propriétés colloïdales du précipité. La coagulation des particules peut être forcée soit par la digestion, soit par l’ajout d’une concentration élevée d’une solution électrolytique forte en ions divers afin de protéger les charges des particules colloïdales et de forcer l’agglomération. Habituellement, les particules coagulées reviennent à l’état colloïdal si elles sont lavées à l’eau, un processus appelé peptisation.
4. Lavage et filtration du précipité : Il est crucial de laver soigneusement le précipité pour éliminer toutes les espèces adsorbées qui ajouteraient au poids du précipité. Il faut faire attention à ne pas utiliser trop d’eau car une partie du précipité pourrait être perdue. De même, dans le cas de précipités colloïdaux, il ne faut pas utiliser d’eau comme solution de lavage car une peptisation se produirait. Dans de telles situations, on peut utiliser de l’acide nitrique dilué, du nitrate d’ammonium ou de l’acide acétique dilué. En général, il est bon de vérifier la présence d’un agent précipitant dans le filtrat de la solution de lavage finale. La présence d’un agent précipitant signifie qu’un lavage supplémentaire est nécessaire. La filtration doit être faite dans un papier filtre de Gooch ou d’allumage de taille appropriée.
5. Séchage et allumage : Le but du séchage (chauffage à environ 120-150 oC dans un four) ou de l’allumage dans un four à moufle à des températures allant de 600 à 1200 oC est d’obtenir un matériau dont la structure chimique est exactement connue, de sorte que la quantité d’analyte puisse être déterminée avec précision.
6. Précipitation à partir d’une solution homogène : Pour faire Q minimum, nous pouvons, dans certaines situations, générer l’agent précipitant dans le milieu de précipitation plutôt que de l’ajouter. Par exemple, pour précipiter le fer sous forme d’hydroxyde, nous dissolvons de l’urée dans l’échantillon. Le chauffage de la solution génère des ions hydroxyde à partir de l’hydrolyse de l’urée. Les ions hydroxyde sont générés en tous points de la solution et il n’y a donc pas de sites de concentration. Nous pouvons également ajuster le taux d’hydrolyse de l’urée et ainsi contrôler le taux de génération d’hydroxyde. Ce type de procédure peut être très avantageux dans le cas de précipités colloïdaux.