Relatório Química Qualitativa - Teste de chama e via úmica

Prévia do material em texto

1 Análise qualitativa por via seca: teste de chama 
 
 Acendeu-se o bico de Bunsen e o ajustou para que fornecesse chama azul. 
Primeiramente, borrifou-se água para que eliminasse resquícios de sais no bico. Em 
seguida, borrifou-se uma solução de KCl, onde forneceu uma chama em tom de 
violeta, que durou poucos segundos. Após, borrifou-se uma solução de NaCl, onde a 
chama obteve uma coloração forte alaranjada que durou por alguns segundos. 
 O teste para íon K+ é pouco sensível, por essa razão há uma dificuldade em 
observar seu tom violeta na chama. Diferentemente do Na+, que é um teste muito 
sensível, onde é possível observar o tom forte de laranja e por muito tempo. 
 
2 Análise qualitativa por via úmida 
 
2.1 Potássio 
2.1a Reação com ácido perclórico em presença de etanol 
 
 Em um tubo de ensaio, adicionou-se três gotas de KCl 0,2 mol L-1 e 5 gotas 
de solução de ácido perclórico 20%. Não houve mudança na solução, então 
adicionou-se duas gotas de etanol absoluto, onde foi possível observar a formação 
de precipitado incolor (2). 
 O precipitado formado é ligeiramente solúvel em água e insolúvel em etanol 
absoluto. Por ser um teste pouco sensível, é preciso que haja uma grande 
concentração de potássio na solução para que seja possível sua identificação. 
 
K+ + ClO4- ⇌ KClO4 (1) 
 
HClO4(aq) + KCl(aq) ⇌ HCl(aq) + KClO4(s) (2) 
 
2.1b Reação com cobaltonitrito de sódio 
 
Em um tubo de ensaio, adicionou-se três gotas de solução 0,2 mol L-1 de KCl, 
três gotas de CH3COOH 3,0 mol L-1 e três gotas de CH3COONa 3,0 mol L-1. Ao 
adicionar seis gotas de cobaltonitrito de sódio 0,2 mol L-1, houve mudança de 
coloração da solução para alaranjado. Após esperar em torno de cinco minutos, foi 
possível observar o precipitado laranja (3). 
 
KCl(aq) + [Co(NO2)6Na](aq) ⇌ K3[Co(NO2)6](s) + NaCl(aq) 
 
(3) 
3K+ + [Co(NO2)6Na]3- ⇌ K3[Co(NO2)6] (4) 
 
 Para que a reação aconteça, é preciso que os iodetos e outros reagentes 
sejam removidos. Para que ocorra o precipitado, é necessário que a reação 
aconteça em um meio tamponado. Caso a reação ocorra em meio básico, forma-se 
precipitado marrom gelatinoso (5). 
 
½ básico: Co3+ +3OH- ⇌ Co(OH)3(s) 
 
(5) 
½ ácido: 3NO2- + 2H+ ⇌ 2NO + H2O+ NO3- 
 
(6) 
Co3+ → Co2+ (7) 
 
A reação fica em um tom roseado em meio ácido, por ter cobalto em excesso. 
Na reação (7), o Co3+ está reduzindo, por estar ganhando elétrons. 
 
2.2 Amônio 
2.2a Reação com base forte 
 
 Em um tubo de ensaio, adicionou-se três gotas de NH4Cl 4,0 mol L-1 e oito 
gotas de 4,0 mol L-1 de NaOH. Então, aqueceu-se o tubo em banho termostático 
para que haja o desprendimento de amônia gasosa (9). Na ponta do bastão de vidro 
fixou-se papel tornassol umedecido com água destilada, e ao ser colocado em 
contato com os vapores desprendidos, observou-se o papel ficando em coloração 
azulada (10), podendo concluir que há amônia gasosa desprendendo-se. 
 
NH4+(aq) + OH-(aq) ⇌ NH3(g) + H2O(l) 
 
(8) 
NH4Cl(aq) + NaOH(aq) ⇌ NH3(g) + H2O(l) + NaCl(aq) 
 
(9) 
HIn + NH3(g) ⇌ NH4+(g) + In- 
 
(10) 
 
 Com ainda o tubo de ensaio no banho termostático, umedeceu-se a ponta do 
bastão de vidro com HCl concentrado e o colocou em contato com os vapores. 
Pode-se observar fumo branco denso (11). 
 
NH3(aq) + HCl(aq) ⇌ NH4Cl(g) (11) 
 
(11) 
 
2.2b Reação com cobaltonitrito de sódio 
 
 Em um tubo de ensaio, adicionou-se três gotas de NH4Cl 4,0 mol L-1, três 
gotas de CH3COOH 3,0 mol L-1 e três gotas de CH3COONa 3,0 mol L-1. Após a 
adição de seis gotas de cobaltonitrito de sódio 0,2 houve a formação de precipitado 
laranja (13). 
 
3NH4+(aq) + [Co(NO2)6]3-(aq) ⇌ (NH4)3[Co(NO2)6](s) 
 
(12) 
3NH4Cl(aq) + [CO(NO2)6Na](aq) ⇌ (NH4)3[Co(NO2)6](s) + NaCl(aq) 
 
(13) 
 
 
3. Anexos 
 
 
1.Porque os íons Na+ e K+ conferem cor á chama? 
 Porque, ao momento em que os átomos são expostos a energia (bico de 
Bunsen), ocorre o salto de camada do elétron mais externo que apresenta-se em 
estado excitado; ao ocorrer a volta do elétron para o estado fundamental, este emite 
energia em forma de ondas eletromagnéticas dando coloração a chama. 
 
2. Explique porque o NH4+ não confere cor à chama. 
A explicação está que, o íon amônio (NH4+) emite ondas eletromagnéticas 
fora do espectro visível para o olho humano, logo apresenta-se em tom incolor. 
 
 3. Em sua opinião, o teste de chamas seria útil para identificação de K+, caso 
á amostra contivesse também o íon Na+? Justifique sua resposta. 
Não, pois, visto que o raio atômico do K+ e Na+ são distintos, estes 
apresentarão colorações diferentes ao voltarem ao estado fundamental, e como o 
Na+ apresenta uma coloração mais intensa de alaranjado do que a cor violeta do K+, 
não seria possível a identificação de forma conclusiva. 
 
4. Escreva as equações químicas envolvidas na reação entre o íon NH4+ e o 
Reagente de Nessler. Discuta os motivos pelos quais esta reação não será 
executada em nosso laboratório. 
 
 Equação Global 
 NH4+(aq) + 2[HI4]2-(aq) + 4 OH-(aq) ⇌ Hg.Hg(NH2)I(s)+ 7I-(aq) + 3H20(l) 
 Equação Iônica 
 NH4+(aq) +2[HgI4]2- (aq) + 4OH-(aq) → HgO.Hg(NH2)I↓(s)+ 7I-+3H20(l) 
 
Essa reação não é executada, pois é uma reação bem sensível, e é preciso 
que todos os metais estejam ausentes, exceto sódio e potássio. Outro motivo é 
que é uma reação longa, para a preparação do reagente, é preciso que deixe em 
repouso durante a noite, ou um outro método, é que deixe por 24 horas. 
 
5. Cite uma reação química para a identificação de Na+ e discuta os motivos 
para a não execução desta reação em nosso laboratório. 
Solução de Ácido cloroplatínico, Ácido Tártárico ou Hexanitritocobalto(III) de 
sódio. 
Esta solução não será trablhada em laboratório pois, não há formação de 
nenhum precipitado com soluções de sais de sódio. 
 
6. Na reação entre K+ e cobaltonitrito, qual o papel da mistura Ácido 
Acético/Acetato de Sódio? O que aconteceria se a reação fosse executada em meio 
fortemente alcalino? E em meio fortemente ácido? 
O Papel da mistura Ácido Acético/Acetato de Sódio é agir como solução 
tampão, ou seja, manter o pH constante na solução. 
Caso a reação fosse realizada em meio forte alcalino, ocorreria uma maior adição de 
ácido Acético, de forma que este agiria até que o pH da solução ficasse novamente 
constante. 
Caso a reação fosse realizada em meio ácido, ocorreria uma maior adição de 
Acetato de Sódio, de forma que este agiria basificando a solução até que o pH 
ficasse constante. 
 
7. Por que o íon Amônio deve ser removido antes da realização do teste para 
Potássio com cobaltonitrito de sódio? Descreva um procedimento para a remoção do 
íon NH4+. 
Pois, íons Amônio também reagem com Cobaltonitrito formando um precipitado 
amarelo próximo ao do formado pelo sal Potássio, se tornando inconclusivo o teste. 
Para ocorrer a eliminação do íon Amônio, deve-se: 
a. Adicionar 3 gotas de uma solução da amostra num tubo de ensaio. 
b. Adicionar 8 gotas de uma solução de Hidróxido de Sódio (4M) e aquecer 
cuidadosamente o tubo, até que o papel vermelho de tornassol umedecido 
com água destilada não acuse desprendimento de NH3, através da coloração 
azul. 
c. Neutralizar a solução com Ácido Acético diluido e testar o Potássio de acordo 
com o procedimento descrito anteriormente. 
 
8. No teste de identificação de Amônia (NH4+), porque o papel tornassol não 
pode tocar a boca do tubo de ensaio? 
Como o papel tornassol usado identifica bases, a boca do tubo poderia estar 
contaminada com outra base, gerando um teste inconclusivo. 
 
9. No teste de identificação de NH4+, o que aconteceria se a solução do tubo 
de ensaio espirrasse no papel tornassol? 
Caso ocorre-se o contato da solução com papel tornassol, este identificaria 
um meio básico, induzindo ao erro na identificação do NH4+. 
Como o papel tornassol usado identifica bases, a boca do tubo poderia estar 
contamiada com outra base, gerando um teste inconclusivo. 
 
10. Descrevade maneira sucinta, um procedimento para a análise completa 
de uma amostra que pode conter os seguintes pares de íons: 
A) Na+ e K+ 
 
Para uma amostra que contenha Na+ e K+ , primeiramente usa-se o teste por via 
seca para identificação do Na+, onde este apresentará tons de laranja. Colhendo 
outra amostra, dissolve-se em uma solução perclorato (ClO4-), onde devido ser um 
teste pouco sensível deve-se controlar a solubilidade da solução para evitar 
falsos/positivos; feito isto observa-se há formação de precipitado, que apresentará 
coloração branca. 
 
B) Na+ e NH4+ 
Para uma amostra que contenha Na+ e NH4+, primeiramente usa-se o teste 
por via seca para identificação do Na+, onde este apresentarão tons de laranja. 
Para identificação do Amônio(NH4+), dissolve-se em uma solução alcalina 
mantida em banho termostático, para gerar liberação de gás Amônio que será 
identificado através de um papel tornassol que ficará no topo da vidraria 
 
C) K+ e NH4+ 
Para uma amostra que contenha K+ e NH4+, usa-se o teste com Perclorato de 
Potássio (ClO4-) para idntificar a formação de precipitado; feito isto para o íon 
Amônio usa-se uma solução em meio básico mantida em banho termostático, para 
gerar liberação de gás Amônio que será identificado através de um papel tornassol 
que ficará no topo da vidraria.