Análise Qualitativa dos Cátions

Prévia do material em texto

Análise Qualitativa dos Cátions
Introdução
 A análise qualitativa das substâncias inorgânicas trata da determinação dos cátions e ânions presentes nas substâncias e suas misturas, quando em soluções aquosas. Considerando que as separações são muito importantes na análise qualitativa, é conveniente considerar as principais separações que ocorrem. Na análise inorgânica qualitativa, os cátions são inicialmente separados precipitando-os da solução em grupos. Esta separação é baseada nas diferenças de solubilidade apresentadas pelos compostos formados com reagentes adequados.
Objetivo:
 Identificar os cátions pré-determinados empregando reagentes de grupo e reagentes específicos que propiciem a precipitação seletiva dos mesmos.
Observação dos experimentos 
	Grupos
	Cátions
	Reagente de grupo
	Precipitado
	Cor
	I
	Pb+2;Hg2+2
	HCl diluído
	PbCl2;Hg2Cl2
	Branca
	II
	Cu2+; Hg2+
	H2S/H+/
	CuS;HgS
	Preta
	III
	Fe3+
	HH4OH/NH4Cl
	Fe(OH)3
	Ferrugem
I. Grupo I
a) Chumbo (Pb+2)
Ensaio de Grupo:
Após a mistura dos elementos descritos na apostila, foi possível observar a formação de um precipitado de coloração branca. Depois da adição de mais HCl, nota-se que a quantidade de precipitado aumenta e depois se torna constante, mesmo aumentando a sólida da líquida, que é descartada depois.concentração do ácido. Em seguida o tubo é levado para centrifugação, onde se separa a parte 
Reação química: Pb2+ +2 HCl → PbCl2 ↓ + 2H+
Cor do precipitado: Branca
Reagente de grupo: HCl diluído
Ensaio para dissolver o precipitado:
Após realizar os procedimentos descritos no item “b” da apostila, observou-se que o precipitado foi dissolvido.
Reação química: PbCl2 + H2O → Pb2+ (aq) + 2Cl– (aq)
Cor da fase aquosa: incolor
Ensaio específico:
A solução obtida na letra “b” foi divida em dois tubos de ensaio. No primeiro adicionou-se KI e no segundo K2CrO4. Os resultados obtidos estão descritos na tabela abaixo:
	
	KI
	K2CrO4 (+NH4OH)
	Reação química
	Pb2+ + 2 KI → PbI2 ↓ + 2K+
	Pb2+ + K2CrOH  NH4OH → PbCrO4↓ + 2K+
	Cor do precipitado
	Amarelo
	Laranja
b) Mercúrio I (Hg22+)
Ensaio de grupo: 
Após realizar a mistura dos elementos descritos na apostila, pode-se observar a formação de um precipitado de coloração branca. Depois da adição de mais HCl, nota-se que a quantidade de precipitado aumenta e depois se torna constante, mesmo aumentando a concentração do ácido. Em seguida o tubo é levado para centrifugação, onde se separa a parte sólida da líquida, que é descartada depois. O procedimento é o mesmo realizado no experimento anterior.
Reação química: Hg22+  + 2 HCl → Hg2Cl2 ↓ + 2H+
Cor do precipitado: branca
Reagente de grupo: HCl dissolvido
Ensaio para dissolver o precipitado:	
Após realizar os experimentos descritos no item “b” da apostila, observou-se que o precipitado não foi dissolvido.
Reação química: Hg22+ Cl2 + H2O →∆ Hg22+ Cl2  ↓	
Cor do precipitado: branca
Ensaio específico:	
Transferir metade da solução contendo o precipitado para outro tubo. Adicionar uma solução de SnCl2 em um tubo e NH4OH em outro.Os resultados obtidos estão descritos na tabela abaixo:
	
	SnCl2
	NH4OH
	Reação química
	Hg2Cl2 + SnCl2 → 2Hg↓ + SnCl4
	Hg2Cl2  + NH4OH → Hg↓ + Hg (NH2)Cl↓ + NH+4 + Cl-
	Cor do precipitado
	cinza
	preto
 
II. Grupo II
Mercúrio II
Ensaio de grupo: 
Após realizar a mistura dos elementos descritos na apostila, foi observada a formação de um precipitado. Em seguida o tubo foi levado para a centrífuga, onde a parte líquida foi separada da sólida e depois jogada fora.
Reação química: Hg2+ + H2S → HgS ↓ 
Cor do precipitado: preta
Reagente de grupo: H2S
	
Ensaio para dissolver o precipitado:
Ao precipitado mencionado acima, foram adicionados água destilada e HNO3. Depois o tubo foi posto em banho maria.Porém nesse caso o precipitado não foi dissolvido. Adiciona-se então água régia, e a solução é posta novamente em banho maria. Por fim, o tubo é levado para a centrífuga, para que se obtenha uma solubilização completa.
Reação química: HgS↓ + HNO3 + HCl → Hg2+ 
Cor da fase aquosa: amarelo claro 
Ensaio específico:
O volume da  última solução descrita acima foi dividido entre dois tubos de ensaio I e II. No tubo I, foi adicionado KI e no tubo II, K2CrO4. Os resultados obtidos estão descritos, conforme a tabela. 
	
	KI
	K2CrO4 (+ NH4OH)
	Reação química
	HgCl42 + KI→ Hg2 + 2I- →[HgI4]2-
	HgCl4-2 + K2CrO4 → HgCrO4↓ + 2K+
	Cor do precipitado
	 vermelho tijolo
	 amarelo
Cobre (Cu2+)
Ensaio de grupo: 
Após realizar a mistura dos elementos descritos na apostila, foi observada a formação de um precipitado. Em seguida o tubo foi levado para a centrífuga, onde a parte líquida foi separada da sólida e depois jogada fora.
Reação química: Cu2+ + H2S → CuS ↓ 
Cor do precipitado: preta
Reagente de grupo: H2S
Ensaio para dissolver o precipitado:
Após realizar a mistura dos elementos descritos na apostila, foi observada a formação de um precipitado. Em seguida o tubo foi levado para a centrífuga, onde a parte líquida foi separada da sólida e depois jogada fora.
Reação química: 3CuS ↓ + 8HNO3 → ∆ 3Cu2+ + 6NO-3 + 3S ↓ + 2NO↑ + 2H20
Cor da fase aquosa: verde claro (leitoso).
Ensaio específico:
O volume da  última solução descrita acima foi dividido entre dois tubos de ensaio I e II. No tubo I foi adicionado NH4OH enquanto que no tubo foi adicionado K4[Fe(CN)6]. Os resultados obtidos estão descritos na tabela abaixo:
	
	NH4OH
	K4[Fe(CN)6]
	Reação química
	
 Cu2+ + NH4OH → Cu[NH3]42+
	2CU2+ + K4[Fe(CN)6] → Cu2[Fe(CN)6] ↓ 
	Cor da solução ou do precipitado
	 
 íon complexo azul anil
	 
 marrom
Conclusões:
      Foi possível identificar, avaliar e classificar os cátions através das experiências.
Inicialmente, identificando o grupo pelo ensaio de grupo e posteriormente descobrindo o cátion com o ensaio específico.
Questões: 
1. Baseado nas reações desta aula, descrever um procedimento para separar:
a) Pb2+ de Cu2+
R: Para que seja possível separá-los, é necessário adicionar HCl diluído. O Pb2+ reagirá formando um precipitado branco e o Cu2+ continuará líquido. Sendo possível assim diferenciar um cátion do outro.
b) Pb2+ de Hg22+
R: Para que seja possível separá-los, é necessário adicionar HCl diluído, centrifugar a reação, separar o precipitado, adicionar água destilada e aquecer em banho maria. A parte do precipitado correspondente ao PbCl2, irá se dissolver (pois tem maior Kps), ficando apenas o precipitado de mercúrio Hg2Cl2.
2.Qual a importância da coleta seletiva dos rejeitos provenientes da análise qualitativa de cátions ?
R: A coleta seletiva desses rejeitos possibilita que os resíduos possam ser reaproveitados no mesmo processo em que foram gerados e possam ser transformados em matéria prima. Além dessas considerações, é importante ressaltar que a acumulação de resíduos no local de geração é uma ameaça à saúde humana e ao meio ambiente.
3. Dentre os cátions estudados, qual forma o sal mais insolúvel? Considerar o valor do Kps.
R: O cátion mais insolúvel é o Cobre (Cu2+). Quanto maior for o Kps mais solúvel será o sal.
 
  kps CuS : 8x 10-37 <    Kps HgS : 2 x 10-53 < Kps Hg2Cl2 : 1,2 x 10-18 < Kps PbCl2 : 1,7 x 10-5