Reações em solução aquosa e teste de cor da chama de cátions metálicos

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Universidade Estadual de Campinas (Unicamp)
Instituto de Química
QG 102 - Química Experimental I
FOLHA DE RELATÓRIO
Experimento 2: Reações em solução aquosa e teste de cor da chama de cátions metálicos
Aluno(a):				 RA:
Aluno(a):					RA:
1) O que é uma solução aquosa? Qual é a diferença entre o soluto e o solvente?
2) O que significa um composto ser solúvel? Insolúvel?
3) Quais são os cátions e ânions cujos compostos são geralmente solúveis? Quais são as exceções? Quais são os ânions cujos compostos são principalmente insolúveis? Quais são as exceções?
4) O que é uma reação de precipitação? Dê um exemplo.
5) O que é uma reação de evolução de gás? Dê um exemplo. 
6) Que tipos de reagentes dão origem a reações de evolução de gás?
7) Descreva com suas palavras o que ocorre quando se misturam duas soluções listadas abaixo, tanto do nível macroscópico (observável) como no nível microscópico (não observável). Indique claramente as espécies químicas existentes antes e após a mistura. Escreva a equação química completa, a equação química na forma iônica e a equação iônica líquida ou simplificada. Defina o que são íons espectadores e escreva as equações químicas de forma balanceada (não se esqueça de indicar os estados das espécies químicas).
Dados as seguintes mistura de soluções:
a. AgNO3 (nitrato de prata) com K2CrO4 (cromato de potássio)
b. KI (iodeto de potássio) com Pb(NO3)2  (nitrato de chumbo)
c.  HCl (ácido clorídrico) com NaOH (Hidróxido de sódio
d. Pb(NO3)2 (nitrato de chumbo) com NaI (iodeto do sódio)
e. K3PO4 (fosfato de potássio) com Ca(NO3)2 (nitrato de cálcio)
f. CaCL2 (Cloreto de cálcio) com NaHCO3 (bicarbonato de sódio)
8) Em que se fundamenta o teste da chama?
9) Antes de um composto ser analisado usando um teste de chama, ele é normalmente dissolvido em ácido clorídrico. Qual é a principal razão para preparar a amostra desta forma?
10) Forneça os símbolos químicos dos dois metais alcalino-terrosos que produzem chamas laranja-avermelhadas ou vermelhas em um teste de chama.
Respostas
1) Uma solução aquosa consiste em uma solução cujo o solventes participante é água. O solvente é uma determinada substancia presente em maior quantidade na mistura, capaz de dissolver outras substancias, e essas substancias dissolvidas são chamadas de soluto. Exemplo: SAL(soluto)+ÁGUA(solvente).
2) A solubilidade de um soluto determinada a capacidade do mesmo de se dissolver em determinados solventes, ser solúvel significa que o soluto presente na solução é capaz de se dissolver totalmente no solvente, ser pouco solúvel significa que o soluto pode se dissolver parcialmente na mistura e ser insolúvel quer dizer que o soluto não se dissolver.
3) Compostos solúveis 
· Compostos dos elementos do grupo A
· Compostos de amônio (NH4+)
· Cloretos (Cl-), brometos (Br-) e Iodetos (I-). Exceto os de Ag+, Hg+2, Pb+2
· Nitratos (NO-3), acetatos (CH3COO-), Cloratos (ClO-3) e percloratos (ClO4-)
· Sulfatos (SO4-2). Exceto os de Ca+2, Sr+2, Ba+2, Pb+2, Hg+2 e Ag+
· PbCl2, Ag2SO4, Ca(OH), Sr(OH) são ligeiramente solúveis, já Mg(OH) muito ligeiramente solúvel.
 
Compostos insolúveis 
· Carbonatos (CO-23), cromatos (CrO4-2), oxalatos ( C2O4-2) e fosfatos (PO4-3). Exceto os do grupo 1ª e NH4
· Sulfetos (S2). Exceto os dos grupos 1A, 2A e NH4
· Hidróxidos (OH-) e óxidos (O-2). Excetos do grupo 1A e do 2A abaixo do período 2.
4) Reação de precipitação denomina uma reação que ocorre a formação de um solido, onde os íons vindos do soluto são incapazes de se dissolver. Exemplo: Ao misturarmos duas soluções, uma contendo cloreto de sódio (NaCℓ(aq)) e outra contendo nitrato de prata AgNO3(aq), irá ocorrer uma precipitação de cloreto de prata AgCℓ(s), isso devido a interação que os íons de preta terão com o íons cloreto
Equação molecular:
NaCℓ(aq) + AgNO3(aq) → AgCℓ(s) + NaNO3(aq) 
Equação iônica completa:
 Na+(aq) + Cℓ-(aq) + Ag+(aq) + NO3-(aq) → AgCℓ(s) + Na+(aq) + NO3-(aq)
Equação iônica simplificada:
 Na+(aq) + Cℓ-(aq) + Ag+(aq) + NO3-(aq) → AgCℓ(s) + Na+(aq) + NO3-(aq)
5) Essa reação ocorre quando substancias compostas de moléculas instáveis, são adicionadas em determinado solvente, e durante sua dissolução acaba liberando gás, resultando em formação de bolhas na solução, além de que a decomposição dessa substancia gera moléculas intermediarias. Exemplo: Liberação de amônia a partir de cloreto de amônio:
 NH4Cl(aq) + KOH(aq) → H2O(l) + NH3(g) + KCl(aq)
6) Reagentes como como carbonatos e bicarbonatos, sulfitos e bissulfitos, sulfetos e amônia
7) 
 
A) AgNO3 (nitrato de prata) + K2CrO4 (cromato de potássio) 
· Nitrato de prata + cromato de potássio → cromato de prata + nitrato de potássio
· Dupla- troca
· Íons expectadores: Ag+ , NO-3
· 2AgNO3(aq) + K2CrO4(aq) → Ag2CrO4(s) + 2KNO3(aq)
· 2Ag+(aq) + NO-3(aq) + 2K+(aq) + CrO42-(aq) → 2Ag+(s) + CrO4-2(s) + 2K+(aq) + NO-3(aq)
2Ag+(aq) + CrO4-(aq) → Ag2CrO4(s) 
B) KI (iodeto de potássio) + Pb(NO3)2 (nitrato de chumbo)
· Iodeto de potássio + nitrato de chumbo → nitrato de potássio + iodeto de chumbo
· Dupla-troca
· Íons expectadores: K+, NO-3
· 2KI(aq) + Pb(NO3)2(aq) → 2KNO3(aq) + PbI2(s)
· 2K+(aq) + 2I-(aq) + Pb+2(aq) + 2NO-(aq) → 2K+(aq) + 2NO3- (aq) + Pb+2(s) + 2I-(s)
2I+(aq) + Pb+2(aq) → PbI2(s)
C) HCl (ácido clorídrico) + Na(OH) (Hidróxido de sódio)
· Ácido clorídrico + hidróxido de sódio → Cloreto de sódio + água 
· Neutralização total
· Íons expectadores: Na+ , Cl-
· HCl(aq) + Na(OH)(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
· H+(aq) + Cl−(aq) + Na+(aq) + OH−(aq)→ Na+(aq) + Cl− (aq) + H2O(l)
H+(aq) + OH−(aq) → H2O(l)
D) Pb(NO3)2 (nitrato de chumbo) + NaI (iodeto do sódio)
· Nitrato de chumbo + iodeto do sódio → iodeto de chumbo + nitrato de sódio 
· Dupla-troca
· Íons expectadores: Na+, NO3-
· Pb(NO3)2(aq) + 2NaI(aq) → PbI2(s) + 2NaNO3(aq)
· Pb+2(aq) + 2NO3-(aq) + 2Na+(aq) + 2I(aq)- → Pb+2(s) + 2I-(s) + 2Na+(aq) + 2NO-3 (aq)
Pb+2(aq) + 2I-(aq) → PbI2(s)
E) K3PO4 (fosfato de potássio) + Ca(NO3)2 (nitrato de cálcio)
· Fosfato de potássio + nitrato de cálcio → fosfato de cálcio + Nitrato De Potássio
· Dupla-troca
· Íons expectadores: K+ , NO3-
· 2K3PO4(aq) + 3Ca(NO3)2(aq) → Ca3(PO4)2(s) + 6KNO3(aq)
· 6K+(aq) + 2PO4-3(aq) + 3Ca+2(aq) + 6NO3-(aq) → 3Ca+2(s) + 2PO4-3(s) + 6K+(aq) + 6NO3(aq)
3Ca+2(aq) + 2PO4-3(aq) → Ca3(PO4)2(s)
F) CaCL2 (Cloreto de cálcio) + NaHCO3 (bicarbonato de sódio)
· Cloreto de cálcio + bicarbonato de sódio → Carbonato De Cálcio + Cloreto De Sódio + Dióxido De Carbono + Água
· Formação de gases, reação de combustão
· Íons expectadores: Ca+2, Cl-, Na+
· CaCl2 ( aq) + 2NaHCO3 (s) → CaCO3 (g) + 2NaCl2(g) + CO2(g) + H2O(g)
· Ca+2 (aq)+ 2Cl-(aq) + 2Na+(s) + 2HCO3-(s ) → Ca+2( g) + CO3-2( g) + 2Na+(g) + 2Cl- (g)+ CO2(g) + H2O(g)
2HCO3-( s) → CO3-2( g) + CO2(g) + H2O(g)
8) Esse teste se baseia nas diferentes estruturas eletrônicas de cada elemento, assim quando adicionamos uma quantidade energia especifica para um elemento, os elétrons desse elementos são promovidos a um estado de maior excitação, e ao retornarem para seu estado original, libera essa energia excedente na forma de luz, o chamado salto quântico, sabendo que cada elemento possui uma estrutura eletrônica especifica, consequentemente seu espectro de emissão de luz será único , sendo possível distinguir os elementos através do teste de chama
9) A amostra é preparada dessa forma pois os elementos a serem testas estão em fase solida, então para facilitar o manuseio da amostra durante o teste, se faz necessário incluir essa substancia liquida, o ácido clorídrico, visto que sua presença não afetará o teste de chama
10) Teste de chama: Laranja-avermelhado: Ca (cálcio)
11) Vermelha: Sr (estrôncio)