Relatório do grupo dos cátions IV

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Curso: Engenharia Química 
Disciplina: Química Analítica Qualitativa 
Professora: Lígia Marcondes 
 
 
 
 
 
Relatório Técnico N°: 2 
Procedimentos da Aula Prática dos Cátions do 
Grupo IV 
 
 
 
 
Beatriz Sacchetti Lourenço 
Edilson de Oliveira Junior 
Jéssica Brandão Inocêncio 
Lucas Ribeiro Luiz 
Victória Grijó dos Santos Souza 
 
 
 
 
 
 
Vassouras/RJ 
2020 
 
 
 
Beatriz Sacchetti Lourenço, Edilson de Oliveira Junior, Jéssica Brandão Inocêncio, Lucas 
Ribeiro Luiz e Victória Grijó dos Santos Souza 
 
 
 
 
 
Procedimentos da Aula Prática dos Cátions do 
Grupo IV 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado pelos alunos Beatriz Sacchetti 
Lourenço, Edilson de Oliveira Junior, Jéssica Brandão 
Inocêncio, Lucas Ribeiro Luiz e Victória Grijó dos Santos 
Souza para obtenção de nota na avaliação de Química 
Analítica, ministrada pela professora Lígia Marcondes, na 
Instituição de ensino Universidade de Vassouras. 
 
 
 
 
 
Vassouras/RJ 
2020 
 
 
 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 3 
2. EQUIPAMENTOS, MATERIAIS E UTENSÍLIOS UTILIZADOS .............................. 4 
3. PROCEDIMENTOS EFETUADOS ................................................................................ 5 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................................... 8 
5. CONCLUSÃO ................................................................................................................ 18 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................................... 19 
 
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1. INTRODUÇÃO 
A química analítica qualitativa é responsável pelo desenvolvimento de procedimentos 
que visam à identificação dos constituintes de uma determinada amostra, podendo ser 
elementos químicos, íons ou moléculas. A identificação desses constituintes ocorre através de 
reações químicas que geram mudanças no meio relacional como: mudança de cor, pois o 
produto formado altera as propriedades do meio, formação de precipitado que pode ser 
separado do sistema e também desprendimento de gás, que após a purificação pode ser 
qualificado através de outros testes como, por exemplo, o teste de chama. Para a identificação 
do quarto grupo de cátions seguimos os procedimentos de análise qualitativa para a 
identificação dos mesmos através da mudança de cor e formação de precipitado usando o 
reagente Carbonato de amônio ((NH4)2CO3). 
O quarto grupo é constituído pelos cátions Ba2+, Ca2+ e Sr2+. O cálcio é o mais 
abundante dos elementos do grupo IIA da tabela periódica. Seus sais normalmente são pós 
brancos e formam soluções incolores, a menos que o aníon ligado ao íon Ca2+ seja colorido. O 
bário e o mais pesado de todos os três elementos que compõem o grupo IV dos cátions sendo 
que seus sais são muito tóxicos. Devido a sua posição na tabela periódica o estrôncio possui 
propriedades intermediarias entre as apresentadas pelo cálcio e pelo bário. 
Os cátions do quarto grupo não reagem com ácido clorídrico, sulfeto de hidrogênio e 
sulfeto de amônio, mas o carbonato de amônio (na presença de quantidades moderadas de 
amônia ou íons amônio) forma precipitados brancos. O ensaio deve ser efetuado em soluções 
neutras ou alcalinas. Na ausência de amônia ou íons amônio, o magnésio também será 
precipitado. Os precipitados brancos formados com o reagente do grupo são: carbonato de 
bário BaCO3, carbonato de estrôncio SrCO3 e carbonato de cálcio CaCO3. 
 
4 
 
 
 
2. EQUIPAMENTOS, MATERIAIS E UTENSÍLIOS UTILIZADOS 
 Tubo de ensaio; 
 Pipeta Pasteur; 
 Ba(NO3)2 – 0,25 mol/L-1; 
 Ca(NO3)2 – 0,5 mol/L-1; 
 Ácido acético – 2mol/L-1; 
 NH4OH – 5mol/L-1; 
 H2SO4 –1mol/L-1; 
 K2CrO4 – 0,1mol/L-1; 
 (NH4)2C2O4 – 2,5% (m/v) 
 HCl – 5mol/L-1; 
 K4[Fe(CN)6] – 0,025 mol/L-1 
 Centrífuga. 
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3. PROCEDIMENTOS EFETUADOS 
Os procedimentos foram realizados para analisar os cátions do grupo IV, sendo eles: 
Ca+2 e Ba+2. Foram realizados 5 (cinco) testes para o cátion Ca(NO3)2 e 6 (seis) testes para o 
cátion Ba(NO3)2. 
Ba+2 
Teste 1: 
Com o auxílio da pipeta de Pauster, adicionou-se em um tubo de ensaio 6 gotas do 
cátion Ba(NO3)2 e 6 gotas de (NH4)2CO3 . Após este procedimento, observou-se a formação de 
um precipitado leitoso gelatinoso de coloração branca. Em seguida, colocou -se o tubo de 
ensaio na centrífuga para separar o precipitado do sobrenadante. Com o auxílio da pipeta de 
Pauster retirou-se o sobrenadante. Adicionou-se ao tudo de ensaio que continha o precipitado, 
6 gotas de CH3COOH – 2mol/L
-1 para observarmos se haveria solubilização ou não da 
solução. Houve solubilização após adicionarmos o ácido. 
Teste 2: 
Com o auxílio da pipeta de Pauster, adicionou-se em um tubo de ensaio 6 gotas do 
cátion Ba(NO3)2 e 6 gotas de NH4OH – 5mol/L
-1. Após este procedimento, observou-se a 
formação de precipitado de coloração branca. 
Teste 3: 
Com o auxílio da pipeta de Pauster, adicionou-se em um tubo de ensaio 6 gotas do 
cátion Ba(NO3)2 e 6 gotas de H2SO4 – 5mol/L
-1. Após este procedimento, observou-se a 
formação de bastante precipitado de coloração branca. Em seguida, colocou -se o tubo de 
ensaio na centrífuga para separar o precipitado do sobrenadante. Com o auxílio da pipeta de 
Pauster retirou-se o sobrenadante. Adicionou-se ao tudo de ensaio que continha apenas o 
precipitado, 6 gotas de CH3COOH – 2mol/L
-1 para observarmos se haveria solubilização ou 
não da solução. Não houve solubilização após adicionarmos o ácido, precipitado de coloração 
branca. 
Teste 4: 
Com o auxílio da pipeta de Pauster, adicionou-se em um tubo de ensaio 6 gotas do 
cátion Ba(NO3)2 e 6 gotas de K2CrO4 – 0,1mol/L
-1. Após este procedimento, observou-se a 
formação de grande quantidade de precipitado na coloração amarelo canário. 
 
 
6 
 
 
 
Teste 5: 
Com o auxílio da pipeta de Pauster, adicionou-se em um tubo de ensaio 6 gotas do 
cátion Ca(NO3)2 e 6 gotas de (NH4)2C2O42,5 % (m/v). Após este procedimento, observou-se 
a formação de grande quantidade de precipitado leitoso de coloração branca. Em seguida, 
colocou -se o tubo de ensaio na centrífuga para separar o precipitado do sobrenadante. Com o 
auxílio da pipeta de Pauster retirou-se o sobrenadante. Adicionou-se ao tudo de ensaio que 
continha o precipitado, 6 gotas de HCL – 5mol/L-1 para observarmos se haveria solubilização 
ou não da solução. Houve solubilização após adicionarmos o ácido. 
 
Ca+2 
Teste 1: 
Com o auxílio da pipeta de Pauster, adicionou-se em um tubo de ensaio 6 gotas do 
cátion Ca(NO3)2 e 6 gotas de (NH4)2CO3 . Após este procedimento, observou-se a formação de 
um precipitado gelatinoso de coloração branca. Em seguida, colocou -se o tubo de ensaio na 
centrífuga para separar o precipitado do sobrenadante. Com o auxílio da pipeta de Pauster 
retirou-se o sobrenadante. Adicionou-se ao tudo de ensaio que continha o precipitado, 6 gotas 
de CH3COOH – 2mol/L
-1 para observarmos se haveria solubilização ou não da solução. 
Houve solubilização após adicionarmos o ácido. 
Teste 2: 
Com o auxílio da pipeta de Pauster, adicionou-se em um tubo de ensaio 6 gotas do 
cátion Ca(NO3)2 e 6 gotas de NH4OH – 5mol/L
-1. Após este procedimento, observou-se uma 
turvação na solução, indicando presença de precipitados. 
Teste 3: 
Com o auxílio da pipeta de Pauster, adicionou-se em um tubo de ensaio 6 gotas do 
cátion Ca(NO3)2 e 6 gotas de H2SO4 – 5mol/L
-1. Após este procedimento, depois de alguns 
minutos, observou-se a formação de um precipitado leitoso de coloração branca. Em seguida, 
colocou -se o tubo de ensaio na centrífuga para separar o precipitado do sobrenadante. Com o 
auxílio da pipeta de Pauster retirou-se o sobrenadante. Adicionou-se ao tudo de ensaio que 
continha apenas o precipitado, 6 gotas de CH3COOH – 2mol/L
-1 para observarmosse haveria 
solubilização ou não da solução. Não houve solubilização após adicionarmos o ácido, 
precipitado de coloração branca. 
 
7 
 
 
 
Teste 4: 
Com o auxílio da pipeta de Pauster, adicionou-se em um tubo de ensaio 6 gotas do 
cátion Ca(NO3)2 e 6 gotas de K2CrO4 – 0,1mol/L
-1. Após este procedimento, observou-se a 
ausência de precipitado. 
Teste 5: 
Com o auxílio da pipeta de Pauster, adicionou-se em um tubo de ensaio 6 gotas do 
cátion Ca(NO3)2 e 6 gotas de (NH4)2C2O42,5 % (m/v). Após este procedimento, observou-se 
a formação de um precipitado gelatinoso de coloração branca. Em seguida, colocou -se o tubo 
de ensaio na centrífuga para separar o precipitado do sobrenadante. Com o auxílio da pipeta 
de Pauster retirou-se o sobrenadante. Adicionou-se ao tudo de ensaio que continha o 
precipitado, 6 gotas de HCL – 5mol/L-1 para observarmos se haveria solubilização ou não da 
solução. Não houve solubilização após adicionarmos o ácido, ocorreu formação de 
precipitado com coloração branca. 
Teste 7: 
Com o auxílio da pipeta de Pauster, adicionou-se em um tubo de ensaio 6 gotas do 
cátion Ca(NO3)2 e 6 gotas de K4[Fe(CN)6] 0,025 mol/L
-1. Após este procedimento, observou-
se a ausência de precipitado. 
 
8 
 
 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Ba(NO3)2 
Teste 1: 
Ao adicionar carbonato de amônio ao nitrato de bário forma-se um precipitado branco 
de carbonato de bário. 
Ba(NO3)2 + (NH4)2CO3 BaCO3 + 2NH4NO3 
 
Figura 1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Laboratório de química - Universidade de Vassouras, 2020. 
 
O precipitado formado (carbonato de bário) é solúvel em ácido acético devido ao seu 
baixo kps(BaCO3) = 8,1x10
-9. Os ácidos diluídos dissolvem o bário facilmente devido ao 
desprendimento de hidrogênio. 
BaCO3+ CH3COOH Ba
2+ + H+ + CH3COO
- 
 
Figura 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Laboratório de química - Universidade de Vassouras, 2020. 
9 
 
 
 
Teste 2: 
Ao adicionar hidróxido de amônio (NH4OH) ao nitrato de bário (Ba(NO3)2), observa-se 
a formação de um precipitado branco, isto ocorre devido a sensibilidade relativamente elevada 
do hidróxido de amônio que ao ser exposto a atmosfera absorve uma quantidade de dióxido de 
carbono (CO2) que reage com o bário formando carbonato de bário (BaCO2). 
 
Figura 3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Laboratório de química - Universidade de Vassouras, 2020. 
 
Teste 3: 
Ao adicionar o acido sulfúrico (H2SO4) a 1mol/L ao nitrato de bário (Ba(NO3)2), 
formou-se um precipitado branco de sulfato de bário (BaSO4) 
Ba(NO3)2 + H2SO4 BaSO4 + 2HNO3 
 
Figura 4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Laboratório de química - Universidade de Vassouras, 2020. 
10 
 
 
 
O precipitado formado é praticamente insolúvel em água e quase insolúvel em ácidos 
diluídos por apresentar o Kps (BaSO4) = 9,2x10
-11. Observa-se ao adicionar ácido acético ao 
nitrato de bário que não houve solubilização do precipitado devido o baixo Kps. 
 
Figura 5. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Laboratório de química - Universidade de Vassouras, 2020. 
 
Teste 4: 
 Ao adicionar cromato de potássio (K2CrO4) ao nitrato de bário (Ba(NO3)2), formou-se 
um precipitado amarelo leitoso de cromato de bário. 
Ba(NO3)2 + K2CrO4 BaCrO4 + 2KNO3 
 
Figura 6. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Laboratório de química - Universidade de Vassouras, 2020. 
 
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O precipitado cromato de bário (BaCrO4) apresenta o Kps(BaCrO4) = 1,6x10
-10 e, devido 
seu baixo valor, é praticamente insolúvel em água sendo solubilizado apenas 3,2mg/L de 
cromato de bário. 
Teste 5: 
 Ao adicionar oxalato de amônio ((COONH4)2) ao nitrato de bário (Ba(NO3)2) formou-
se um precipitado branco. 
Ba(NO3)2 + (COONH4)2 Ba(COO)2 + 2NH4NO3 
 
Figura 7. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Laboratório de química - Universidade de Vassouras, 2020. 
 
O precipitado formado oxalato de bário (Ba(COO)2) apresenta o Kps(Ba(COO)2) = 
1,7x10-7 que permite que este seja diluído por ácidos minerais como o ácido clorídrico. O 
oxalato de bário também é ligeiramente solúvel devido ao seu produto de solubilidade que 
pode ser diluído 0,09g/L de oxalato de bário. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
 
 
Figura 8. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Laboratório de química - Universidade de Vassouras, 2020. 
 
Ca(NO3)2 
Teste 1: 
Ao adicionar carbonato de amônio ((NH4)2CO2) ao nitrato de cálcio (Ca(NO3)2) 
formou-se um precipitado branco leitoso de carbonato de cálcio. 
Ca(NO3)2 + (NH4)2CO2 CaCO3 + 2 NH4NO3 
 
Figura 9. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Laboratório de química - Universidade de Vassouras, 2020. 
 
13 
 
 
 
O precipitado carbonato de cálcio é solúvel em ácidos, principalmente com ácido 
acético por apresentar o Kps (CaCO3) = 4,8x10
-9. O carbonato de cálcio reage com ácido 
acético liberando gás carbono. 
CaCO3 + 2CH3COOH Ca
2+ + H2O + CO2
+ + 2CH3COO
- 
 
Figura 10. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Laboratório de química - Universidade de Vassouras, 2020. 
 
Teste 2: 
Ao adicionar hidróxido de amônio (NH4OH) ao nitrato de cálcio (Ca(NO3)2), observou-
se que não houve formação de precipitado, pois o cálcio é muito solúvel, porém é possível 
observar uma turbidez na solução e isso ocorre porque o reagente (NH4OH) estava 
envelhecido e exposto a atmosfera absorvendo dióxido de carbono (CO2) que reage com o 
cálcio formando carbonato de cálcio que causa a turbidez da solução. 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
 
 
Figura 11. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Laboratório de química - Universidade de Vassouras, 2020. 
 
Teste 3: 
Ao adicionar ácido sulfúrico (H2SO4) diluído ao nitrato de cálcio (Ca(NO3)2), após 
alguns minutos foi possível observar formação de precipitado branco de sulfato de cálcio. 
Ca(NO3)2 + H2SO4 CaSO4 + 2HNO3 
 
Figura 12. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Laboratório de química - Universidade de Vassouras, 2020. 
 
15 
 
 
 
O precipitado formado (sulfato de cálcio) apresenta o Kps(CaSO4) = 2,3x10
-4, sendo 
considerado solúvel em água 0,26g/L. Entretanto ao adicionar ácido acético ao precipitado, 
este foi apenas ressuspendido e não solubilizado. 
 
Teste 4: 
Ao adicionar cromato de potássio(K2CrO4) ao nitrato de cálcio(Ca(NO3)2), a solução 
ficou amarela devido a coloração do cromato de potássio e não houve formação de 
precipitado. 
 
Figura 13. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Laboratório de química - Universidade de Vassouras, 2020. 
 
A precipitação do cromato de cálcio (CaCO3) não ocorre devido a elevada concentração 
de íons de hidrogênio (H+) que fazem com que a concentração do íon cromato se reduza de tal 
modo que não é alcançado a precipitação do CaCO3. 
Ca(NO3)2+ K2CrO4 não ocorre 
 
16 
 
 
 
Teste 5: 
 Ao adicionar oxalato de amônio ((COONH4)2) ao nitrato de cálcio (Ca(NO3)2) forma 
um precipitado branco leitoso. 
Ca(NO3)2+ (COONH4)2 Ca(COO)2 + 2NH4NO3 
 
Figura 14. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Laboratório de química - Universidade de Vassouras, 2020. 
 
O precipitado formado (oxalato de cálcio) possui o Kps (Ca(COO)2) = 2,6x10
-9 que 
explica o fato de ser praticamente insolúvel, por ser muito baixo, em ácido acético e água 
solubilizando 6,53mg/L. Ao adicionar ao oxalato de cálcio um ácido forte é possível observar 
sua ressuspensão sem que ele seja solubilizado. 
 
Figura 15. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Laboratório de química - Universidade de Vassouras, 2020. 
17 
 
 
 
Teste 7: 
Devido a literatura a reação entre hexacianoferrato (II) de potássio (K4[Fe(CN)6] e 
nitrato de cálcio (CaNO3)2 formaria um precipitado branco de sal misto 
Ca(NO3)2+ K4[Fe(CN)6] K2Ca[Fe(CN)6] 
No entanto não ocorreu a precipitação mesmo apósum tempo. 
 
Figura 16. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Laboratório de química - Universidade de Vassouras, 2020. 
 
18 
 
 
 
5. CONCLUSÃO 
 Concluí-se a partir dos procedimentos realizados que os cátions do IV grupo não 
reagem com ácido clorídrico, sulfeto de hidrogênio e sulfeto e amônio, mas o carbonato de 
amônio forma precipitados brancos. 
 O ensaio deve ser efetuado em soluções neutras ou alcalinas. Os precipitados brancos 
formados com reagente do grupo são: carbonato de bário BaCO3 e carbonato de cálcio 
CaCO3. 
 Os dois metais alcalinos terrosos decompõem a água em proporções diferentes, 
formando hidróxidos e hidrogênio. Seus hidróxidos são bases fortes, embora com diferentes 
solubilidade: o hidróxido de bário é o mais solúvel, enquanto o hidróxido de cálcio é o menos 
solúvel. Os cloretos e nitratos alcalinos terroso são muitos solúveis; os carbonatos, sulfatos e 
oxalatos são insolúveis. 
 
19 
 
 
 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
VOGEL, A. I. Química Analítica Qualitativa. 5 ed. Mestre Jou, 1981.