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RELATÓRIO DE PRÁTICA Marcela Dias da Silva 04089143 RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA: QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA DADOS DO(A) ALUNO(A): NOME: Marcela Dias da Silva MATRÍCULA: 04089143 CURSO: Farmácia POLO: Ananindeua PROFESSOR(A) ORIENTADOR(A): Diego de Paula Santos ORIENTAÇÕES GERAIS: · O relatório deve ser elaborado individualmente e deve ser escrito de forma clara e · concisa; · O relatório deve conter apenas 01 (uma) lauda por tema; · Fonte: Arial ou Times New Roman (Normal e Justificado); · Tamanho: 12; Margens: Superior 3 cm; Inferior: 2 cm; Esquerda: 3 cm; Direita: 2 cm; · Espaçamento entre linhas: simples; · Título: Arial ou Times New Roman (Negrito e Centralizado). TEMA DE AULA: ELETRÓLISE RELATÓRIO: 1. Resumo sobre a prática abordada em aula. A eletrólise é um processo químico em que uma corrente elétrica é usada para impulsionar uma reação de oxidação-redução não espontânea. Esse processo é amplamente utilizado na química analítica para separar e identificar íons em solução. Durante a eletrólise, os íons são atraídos para o eletrodo oposto daquele em que foram originados. Os íons que ganham elétrons no cátodo são reduzidos, enquanto os íons que perdem elétrons no ânodo são oxidados. A eletrólise pode ser realizada em soluções aquosas ou em soluções fundidas. A eletrólise em soluções aquosas permite a separação de cátions e ânions, enquanto a eletrólise em soluções fundidas é usada para separar elementos metálicos. 2. Materiais utilizados Vidrarias Reagentes e Soluções Equipamento Béquer 50 ml Solução de Iodeto de Potássio 1,8% Eletrodos de grafite Placa de Petri Fenolftaleína 1% Eletrodos de aço inox Conta-gotas Amido a 1% Par de garras (jacaré) Garra Acetato de Chumbo 2% Fio de Cobre Bateria Pilhas (9V) Tubo de vidro em U 3. Definir o que é eletrólise e identificar os diferentes processos utilizando um eletrólito forte e fraco A eletrólise é um processo químico em que uma corrente elétrica é utilizada para promover uma reação de oxidação-redução não espontânea, dividindo uma substância em seus componentes. Esse processo é realizado em um dispositivo chamado célula eletrolítica, que contém um eletrólito, um meio condutor que contém íons. Existem diferentes tipos de eletrólitos, sendo os mais comuns os eletrólitos fortes e fracos. Um eletrólito forte é uma substância que se ioniza completamente em solução, enquanto um eletrólito fraco se ioniza parcialmente. Na eletrólise de um eletrólito forte, a decomposição dos íons é facilitada pela grande quantidade de íons presentes na solução. A corrente elétrica é usada para separar esses íons, que se acumulam nos eletrodos positivo e negativo. Por exemplo, na eletrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl), os íons Na+ são atraídos para o eletrodo negativo (cátodo) e recebem elétrons para formar átomos de sódio, enquanto os íons Cl- são atraídos para o eletrodo positivo (ânodo) e perdem elétrons para formar moléculas de cloro (Cl2). 4. Identificar o cátodo e o ânodo nos experimentos realizados e o porquê No caso da eletrólise de uma solução de cloreto de sódio (NaCl), por exemplo, os íons Na+ são atraídos para o eletrodo negativo (cátodo) e recebem elétrons para formar átomos de sódio. Enquanto os íons Cl- são atraídos para o eletrodo positivo (ânodo) e perdem elétrons para formar moléculas de cloro (Cl2). Portanto, o cátodo é o eletrodo onde ocorre a redução de Na+ e o ânodo é o eletrodo onde ocorre a oxidação de Cl-. Em geral, a identificação do cátodo e do ânodo é feita com base na reação de oxidação-redução que ocorre em cada eletrodo. O eletrodo no qual ocorre a redução é o cátodo, enquanto o eletrodo no qual ocorre a oxidação é o ânodo. TEMA DE AULA: ENSAIO NA CHAMA RELATÓRIO: 1. Resumo sobre a prática abordada em aula O ensaio da chama é uma técnica simples e rápida para identificar elementos químicos presentes em uma amostra, com base na cor da chama produzida quando a amostra é aquecida. O ensaio da chama é amplamente utilizado em química analítica qualitativa para identificar metais alcalinos e alcalino-terrosos, bem como outros metais, como cobre, bário, lítio, estrôncio, entre outros. É uma técnica de análise qualitativa, ou seja, ela não fornece informações quantitativas sobre a quantidade de cada elemento presente na amostra. Em resumo, o ensaio da chama é uma técnica simples e rápida de identificação de elementos químicos, com base na cor da chama produzida quando a amostra é aquecida. É amplamente utilizado em química analítica qualitativa para identificar metais e outros elementos presentes em uma amostra. 2. Materiais utilizados Material Reagentes Lamparina. Ácido clorídrico a 1%; Fio de níquel Água destilada; Vidro de Relógio Cloreto de Bário Béquer Cloreto de Cálcio Cloreto de Potássio Cloreto de Sódio Cloreto de Lítio Cloreto de Cobre 3. Identificar a coloração formada pelos cátions metálicos Sódio (Na+): amarelo intenso Potássio (K+): lilás Cálcio (Ca2+): laranja avermelhado Estrôncio (Sr2+): vermelho vivo Bário (Ba2+): verde claro Cobre (Cu2+): azul esverdeado Lítio (Li+): vermelho intenso Chumbo (Pb2+): azul acinzentado TEMA DE AULA: IDENTIFICAÇÃO DAS FAIXAS DE PH RELATÓRIO: 1. Resumo sobre a prática abordada em aula. A identificação das faixas de pH é uma técnica simples e rápida para determinar o pH de uma solução desconhecida, mas apresenta algumas limitações, como a necessidade de se conhecer a faixa de pH do indicador utilizado e a possibilidade de interferência de outras substâncias presentes na solução. Em resumo, a identificação das faixas de pH é uma técnica de análise qualitativa que utiliza indicadores ácido-base para determinar o pH de uma solução desconhecida. A técnica é simples e rápida, mas apresenta algumas limitações e deve ser utilizada em conjunto com outras técnicas de análise para uma caracterização completa da solução. 2. Materiais utilizados Estante para tubos de ensaio Tubos de ensaio de 20ml Pipetas 50ml (graduada ou volumétrica) Béqueres 150ml Peras Indicadores ácido-base: São substâncias que mudam de cor em diferentes faixas de pH. Exemplos incluem o papel de tornassol, o vermelho de metila, a fenolftaleína e a bromotimol. Soluções padrão de ácido e base: São soluções de concentração conhecida de ácido ou base, que são utilizadas para ajustar o pH da solução desconhecida até que ela atinja uma determinada cor. Exemplos incluem ácido clorídrico (HCl) e hidróxido de sódio (NaOH).. Espátulas: São utilizadas para transferir pequenas quantidades de sólidos. Agitadores: São utilizados para misturar as soluções. Papel de filtro: É utilizado para separar as fases sólidas das líquidas. Escala de cores: É uma tabela que contém as cores correspondentes às diferentes faixas de pH, que é utilizada para identificar a cor da solução desconhecida. 3. Relacione e identifique as faixas de resposta de cores dos indicadores de acordo com o que for utilizado Fenolftaleína: faixa de pH de 8,2 a 10,0 - incolor (ácido) a rosa (básico) Metilorange: faixa de pH de 3,1 a 4,4 - vermelho (ácido) a amarelo (básico) Azul de bromotimol: faixa de pH de 6,0 a 7,6 - amarelo (ácido) a azul (básico) Tornassol: faixa de pH de 5,0 a 8,0 - vermelho (ácido) a azul (básico) Alaranjado de metila: faixa de pH de 3,2 a 4,4 - vermelho (ácido) a amarelo (básico) Ao usar um indicador ácido-base para identificar as faixas de pH de uma solução, é importante escolher um indicador com uma faixa de resposta de cores que inclua a faixa de pH da solução. TEMA DE AULA: IDENTIFICAÇÃO DE ÂNIONS ANÁLISE POR VIA ÚMIDA RELATÓRIO: 1. Resumo sobre a prática abordada em aula. A identificação de ânions por via úmida é uma técnica importante na química analítica qualitativa, pois permite a identificação preliminar de ânions em uma solução desconhecida. No entanto, a técnica apresenta algumas limitações, como a possibilidadede interferência de outros íons presentes na solução e a necessidade de se realizar outras técnicas analíticas para confirmar a presença e concentração dos ânions identificados. 2. Materiais utilizados Vidrarias Reagente Estante para tubos de ensaio NaCl 0,2M Tubo de ensaio AgNO3 0,2M Pipetas graduadas de 5ml NH4OH 0,5M Pipeta de pasteur HNO3 6M Béquer Na2SO4 0,2M BaCl2 0,2M HCl 6M NaNO2 0,2M H2SO4 2M FeSO4 0,2M NaNO3 0,2M 3. Identifique os íons cloretos, sulfato, nitrito e nitrato de acordo com o que formam e qual método qualitativo que eles são identificáveis Íons cloreto (Cl-): Na presença de íons cloreto, pode ser adicionado nitrato de prata (AgNO3) em solução ácida, formando um precipitado branco de cloreto de prata (AgCl). Íons sulfato (SO4 2-): Em meio ácido, a adição de cloreto de bário (BaCl2) produz um precipitado branco de sulfato de bário (BaSO4). Íons nitrito (NO2-): A adição de ácido sulfanílico seguido de nafitalenodiamina produz uma solução de cor rosa em presença de nitrito. Íons nitrato (NO3-): Na presença de íons nitrato, pode ser adicionado uma pequena quantidade de pó de alumínio e um pouco de ácido sulfúrico concentrado. O nitrato de amônio é formado, o qual em seguida é aquecido com hidróxido de cálcio, formando uma solução alcalina com um cheiro de amônia. TEMA DE AULA: IDENTIFICAÇÃO DOS CÁTIONS DOS GRUPOS II E III ANÁLISE POR VIA ÚMIDA RELATÓRIO: 1. Resumo sobre a prática abordada em aula. A identificação dos cátions dos grupos II e III pode ser realizada por meio de testes qualitativos específicos, utilizando uma abordagem analítica via úmida. Os cátions do grupo II (Ba2+, Ca2+, Sr2+) podem ser identificados pela reação com o ácido sulfúrico e o ácido oxálico, enquanto que os cátions do grupo III (Al3+, Fe3+, Cr3+, Mn2+) podem ser identificados pela reação com o ácido clorídrico e o hidróxido de amônio. A presença de determinados cátions é indicada pela formação de precipitados ou mudanças de cor na solução, e a interpretação de resultados requer a realização de diversos testes combinados. 2. Materiais utilizados Soluções contendo os cátions a serem identificados (por exemplo, cloreto de cálcio, nitrato de bário, sulfato de cobalto) Material Reagentes Tubos de ensaio Sulfato de Cobre 0,25 Estantes para tubos de ensaio Sulfato de Ferro 0,5M Conta-gotas Cloreto de Alumínio 0,33M Sulfato de Cádmio 0,25M Cloreto de Cromo 0,33M Hidróxido de Sódio 6M Ferracianeto de Potássio 46% Fosfato Bissódico 1M 3. Identifique os cátions dos grupos II e III aplicados e por qual método qualitativo eles foram identificáveis Os cátions do grupo II (Ba2+, Ca2+, Sr2+) podem ser identificados pela reação com o ácido sulfúrico e o ácido oxálico. O teste começa com a adição de uma solução de ácido sulfúrico a amostra. Em seguida, uma solução de ácido oxálico é adicionada à amostra acidificada. Se houver formação de um precipitado branco, isso indica a presença de íons de bário (Ba2+). Se não houver precipitação, uma solução de sulfato de sódio (Na2SO4) é adicionada à amostra. Se ocorrer a formação de um precipitado branco, isso indica a presença de íons de cálcio (Ca2+). Se não houver precipitação, isso indica a presença de íons de estrôncio (Sr2+). Já os cátions do grupo III (Al3+, Fe3+, Cr3+, Mn2+) podem ser identificados pela reação com o ácido clorídrico e o hidróxido de amônio. O teste começa com a adição de uma solução de ácido clorídrico à amostra. Em seguida, uma solução de hidróxido de amônio é adicionada até que a solução se torne alcalina. Se ocorrer a formação de um precipitado branco, isso indica a presença de íons de alumínio (Al3+). Se o precipitado for marrom-avermelhado, isso indica a presença de íons de ferro (Fe3+). Se o precipitado for verde, isso indica a presença de íons de cromo (Cr3+). Se ocorrer a formação de um precipitado branco e, em seguida, o precipitado se dissolver na adição excessiva de hidróxido de amônio, isso indica a presença de íons de manganês (Mn2+). TEMA DE AULA: IDENTIFICAÇÃO DOS CÁTIONS DOS GRUPOS IV E V ANÁLISE POR VIA ÚMIDA RELATÓRIO: 1. Resumo sobre a prática abordada em aula. A identificação dos cátions dos grupos IV e V pode ser realizada por meio de testes qualitativos específicos, utilizando uma abordagem analítica via úmida. Os cátions do grupo IV (Pb2+, Hg2+, Cu2+, Bi3+) podem ser identificados pela reação com o ácido sulfídrico e o ácido clorídrico, enquanto que os cátions do grupo V (Ag+, Hg22+, Pb4+) podem ser identificados pela reação com o ácido nítrico e o ácido clorídrico. A presença de determinados cátions é indicada pela formação de precipitados ou mudanças de cor na solução, e a interpretação de resultados requer a realização de diversos testes combinados. Além disso, a identificação dos cátions dos grupos IV e V pode ser realizada por meio de reações de oxirredução, envolvendo a oxidação ou redução dos íons presentes na solução. 2. Materiais utilizados Na aula prática não realizamos experimento desse tema, pois faltou material, porém, baseado nas pesquisas e estudos da plataforma, seguem abaixo, materiais mais comuns de serem utilizados. Ácido clorídrico (HCl) Cloreto de mercúrio (Hg₂Cl₂) Permanganato de potássio (KMnO₄) Dimetilglioxima Cianeto de potássio (KCN) Ácido nítrico (HNO₃) Nitrato de prata (AgNO₃) Ácido sulfúrico (H₂SO₄) Sulfato de bário (BaSO₄) Hidróxido de amônio (NH₄OH) Hidróxido de sódio (NaOH) Soluções de indicadores ácido-base, como fenolftaleína e metilorange Bico de Bunsen Tubos de ensaio Pipetas e buretas Vidro de relógio Espátula Pisseta com água destilada É importante destacar que cada método de identificação de cátions dos grupos IV e V pode exigir diferentes materiais e equipamentos, dependendo das reações químicas envolvidas e das propriedades específicas de cada cátion. 3. Identifique os cátions dos grupos IV e V aplicados e por qual método qualitativo eles foram identificáveis Cátions do grupo IV: Os cátions do grupo IV são formados pelos íons de manganês (Mn2+), ferro (Fe2+), níquel (Ni2+) e cobalto (Co2+). Para identificá-los, pode ser utilizado o reagente sulfeto de amônio (NH4)2S em meio ligeiramente ácido. Os cátions do grupo IV formam precipitados de sulfetos insolúveis em água, como MnS (precipitado rosa), FeS (precipitado preto), NiS (precipitado preto) e CoS (precipitado preto). Cátions do grupo V: Os cátions do grupo V são formados pelos íons de alumínio (Al3+), cromo (Cr3+), ferro (Fe3+), manganês (Mn2+) e zinco (Zn2+). Para identificá-los, pode ser utilizado o reagente hidróxido de amônio (NH4OH) em meio alcalino. Os cátions do grupo V formam precipitados insolúveis em água, como Al(OH)3 (precipitado branco), Cr(OH)3 (precipitado verde), Fe(OH)3 (precipitado marrom), Mn(OH)3 (precipitado branco) e Zn(OH)2 (precipitado branco). TEMA DE AULA: REAÇÃO DE COMPLEXAÇÃO RELATÓRIO: 1. Resumo sobre o tema abordado em aula A reação de complexação é um tipo de reação química que ocorre entre um íon metálico e um ligante (molécula ou íon) que se coordena ao íon metálico. Essa reação resulta na formação de uma espécie química altamente estável, conhecida como complexo metálico. Os ligantes podem ser moléculas orgânicas ou inorgânicas, como água, amônia, cloreto, entre outros. A formação do complexo metálico ocorre por meio da coordenação do íon metálico com os ligantes, que possuem átomos doadores de elétrons (átomos com pares de elétrons não compartilhados). Esses átomos doadores formam ligações covalentes com o íon metálico, dando origem ao complexo. A quantidade de ligações que o íon metálico forma com os ligantes é chamada de número de coordenação do complexo. A reação de complexação é amplamente utilizada em química analítica para identificar, separar e quantificar metais em soluções. É possível, por exemplo, utilizar um ligante específico para formar um complexo com um determinado metal em umasolução, separando-o de outros metais presentes na mesma solução. 2. Materiais utilizados. Material Reagentes e Soluções Tubo de ensaio Amido 1% Estantes Glicose 2% Pipetas graduadas de 5ml Lugol Conta-gotas NaOH 1M Béquer HCl Pisseta Papel toalha 3. Relate a formação de complexos coloridos e suas modificações de cor em ambientes de pH distintos A formação de complexos coloridos é uma das propriedades mais importantes dos complexos metálicos. A cor de um complexo depende da estrutura do complexo, bem como da natureza do íon metálico e do ligante. Na formação do complexo, a interação entre o íon metálico e o ligante resulta em uma mudança no estado de energia dos elétrons de valência, o que leva à absorção de radiação visível. A cor dos complexos metálicos pode ser afetada por alterações no pH do meio em que eles estão presentes. Isso ocorre porque a mudança de pH afeta a acidez e a basicidade dos ligantes envolvidos na formação do complexo. Se um ligante é uma base fraca, ele pode ser protonado em um meio ácido, o que pode afetar a estabilidade do complexo e, consequentemente, sua cor. Um exemplo clássico de modificação de cor de um complexo em diferentes pHs é o íon [Cu(H2O)6]2+. Em um meio ácido, os íons hidrogênio (H+) presentes no meio podem se coordenar aos átomos de nitrogênio dos ligantes de água, formando [Cu(H2O)6]2+ + 2H+ ↔ [Cu(H2O)4(H2O-H+)]2+ + 2H2O. Esse complexo de cobre(II) é rosa. No entanto, quando o pH é elevado, ocorre a desprotonação dos ligantes de água, o que aumenta a estabilidade do complexo e a intensidade de cor. Assim, em um meio básico, o complexo [Cu(H2O)6]2+ é azul. TEMA DE AULA: REAÇÃO DE PRECIPITAÇÃO RELATÓRIO: 1. Resumo sobre o tema abordado em aula A reação de precipitação também é utilizada para identificar íons em solução. Por exemplo, para identificar a presença de íons sulfato (SO42-) em uma solução, uma solução de cloreto de bário (BaCl2) é adicionada. Se o íon sulfato estiver presente na solução, ocorrerá a formação de sulfato de bário (BaSO4), que é um precipitado branco. A reação química pode ser representada da seguinte forma: Ba2+ + SO42- → BaSO4. Assim, a reação de precipitação é uma importante ferramenta na química analítica qualitativa, permitindo a separação e identificação de íons em solução por meio da formação de precipitados pouco solúveis. 2. Materiais utilizados. MATERIAL REAGENTES Vidro de Relógio Água Destilada Proveta de 50ml Nitrato de Prata Balança Analítica Hidróxido de Sódio Tubo de Ensaio Carbonato de Amônia Béquer Solução de Cromato de Potassio [k2cro4] 0,04M Solução de Cloreto de Bario – [BaCi2] 0,06M Pisseta com agua destilada Equipamentos de laboratório, como béqueres, pipetas, balanças, buretas, agitadores magnéticos, vidros de relógio, dessecadores, pinças metálicas, estufa. 3. Realizar os cálculos estequiométricos da reação e calcular seu rendimento BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaCl Equação balanceada: é possível ver que a proporção de cloreto de bário para sulfato de sódio é 1:1. Além disso, a reação produz sulfato de bário e cloreto de sódio. A equação química balanceada é: BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaCl Massa molar: o cloreto de bário tem massa molar de 208,23 g/mol, o sulfato de sódio tem massa molar de 142,04 g/mol e o sulfato de bário tem massa molar de 233,39 g/mol. Cálculo da quantidade de reagentes: suponha que sejam adicionados 25 g de BaCl2 e 30 g de Na2SO4. É necessário determinar qual dos reagentes é limitante e qual está em excesso. Para isso, é possível utilizar a relação estequiométrica da equação balanceada: 1 mol BaCl2 : 1 mol Na2SO4 25 g BaCl2 : X X = (25 g BaCl2 / 208,23 g/mol BaCl2) x (1 mol Na2SO4 / 1 mol BaCl2) x (142,04 g/mol Na2SO4) = 17,04 g Na2SO4 Como foram adicionados 30 g de Na2SO4, ele está em excesso e o BaCl2 é o reagente limitante. Quantidade máxima de produto teoricamente formado: a partir da quantidade de BaCl2, é possível determinar a quantidade máxima de produto teoricamente formado: 1 mol BaCl2 : 1 mol BaSO4 25 g BaCl2 : X X = (25 g BaCl2 / 208,23 g/mol BaCl2) x (1 mol BaSO4 / 1 mol BaCl2) x (233,39 g/mol BaSO4) = 28,06 g BaSO4 Massa do produto real formado: após realizar a reação, suponha que foram obtidos 25,5 g de BaSO4. Rendimento da reação: o rendimento da reação é calculado pela razão entre a massa do produto real formado e a massa máxima teoricamente possível, multiplicado por 100%. TEMA DE AULA: IDENTIFICAÇÃO E SEPARAÇÃO DOS CÁTIONS GRUPO I RELATÓRIO: 1. Resumo sobre o tema abordado em aula O grupo I de cátions é formado por íons metálicos que possuem carga +1, como o lítio (Li+), sódio (Na+), potássio (K+) e amônio (NH4+). Esses cátions podem ser identificados e separados por meio de uma série de testes qualitativos realizados em soluções aquosas. O primeiro passo é a adição de algumas gotas de solução de cloreto de bário (BaCl2) à amostra em análise. Se houver formação de um precipitado branco, indica a presença do cátion amônio, que pode ser confirmado por meio do teste de Berlimmo. Em seguida, adiciona-se solução de nitrato de prata (AgNO3) à amostra. Se houver formação de um precipitado amarelo-esbranquiçado, indica a presença do cátion sódio. 2. Materiais utilizados. Solução de nitrato de chumbo -Pb(NO3)2 0,25M Solução de hidróxido de sódio – NaOH 5M Solução de iodeto de potássio – KI 0,25M Solução de cromato de potássio – K2CrO4 0,1M Centrifuga Tubos de ensaios Estante para tubos de ensaio Conta – gotas plásticas 3. Descrever o método qualitativo para identificação dos cátions do grupo I Para identificar cada um dos cátions do Grupo I, é necessário realizar testes específicos para cada um deles. O teste do fio de platina é um dos mais utilizados, em que um fio de platina é mergulhado na solução, e então é aquecido na chama do bico de Bunsen. Cada cátion do Grupo I apresenta uma coloração característica da chama, que permite sua identificação. O lítio, por exemplo, apresenta uma chama de cor vermelha; o sódio, uma chama amarela; o potássio, uma chama lilás; o rubídio, uma chama vermelho-arroxeada; e o césio, uma chama azul-claro. Outros testes qualitativos, como o teste da chama, podem ser utilizados para confirmar a identificação dos cátions do Grupo I. A separação dos cátions do Grupo I é importante para a identificação dos demais cátions presentes na solução, pois permite que esses íons sejam analisados em grupos menores, o que aumenta a precisão da análise. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS: https://statics-shoptime.b2w.io/sherlock/books/firstChapter/14985636.pdf https://cesad.ufs.br/ORBI/public/uploadCatalago/14265307062016Quimica_de_Coordenacao_Aula_10.pdf https://rvq-sub.sbq.org.br/index.php/rvq/article/download/1152/608 Aula prática, e sites de pesquisas
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