Apostila IQA 122- V 4

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<p>Universidade Federal do Rio de Janeiro</p><p>Centro de Ciências Matemáticas e da Natureza</p><p>Instituto de Química</p><p>Departamento de Química Analítica</p><p>APOSTILA DAS AULAS PRÁTICAS</p><p>QUÍMICA ANALÍTICA EXPERIMENTAL I – IQA 122</p><p>Versão 4</p><p>Professora: Daniella Lopez Vale</p><p>Professora: Maiara Oliveira Salles</p><p>Professor: Rodolfo Santos Barboza</p><p>Sumário</p><p>Regras de laboratório ........................................................................................................ 3</p><p>Lista de Símbolos e Abreviaturas ..................................................................................... 4</p><p>CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO .......................................................................................... 5</p><p>Apresentação da vidraria. ................................................................................................. 6</p><p>Química Analítica Qualitativa Experimental .................................................................... 8</p><p>REJEITOS ....................................................................................................................... 11</p><p>PARTE I – ANÁLISE DE CÁTIONS ............................................................................ 14</p><p>Introdução à análise de cátions ................................................................................... 15</p><p>Fluxograma da marcha geral para análise de cátions ............................................. 20</p><p>REGRAS DE SOLUBILIDADE ................................................................................ 21</p><p>CÁTIONS DO GRUPO I ........................................................................................... 25</p><p>Fluxograma marcha de separação dos cátions do grupo I ...................................... 28</p><p>CÁTIONS DO GRUPO II .......................................................................................... 29</p><p>Fluxograma da marcha de separação dos cátions do grupo II ................................ 32</p><p>CÁTIONS DO GRUPO IIIa ....................................................................................... 33</p><p>Fluxograma da marcha de separação dos cátions do grupo IIIa ............................. 37</p><p>CÁTIONS DO GRUPO IIIb ...................................................................................... 38</p><p>Fluxograma da marcha de separação dos cátions do grupo IIIb............................. 40</p><p>CÁTIONS DO GRUPO IV ........................................................................................ 41</p><p>Fluxograma da marcha de separação dos cátions do grupo IV .............................. 44</p><p>CÁTIONS DO GRUPO V .......................................................................................... 45</p><p>PARTE II – ANÁLISE DE ÂNIONS ............................................................................. 48</p><p>IDENTIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE ÂNIONS ...................................... 50</p><p>GRUPO DOS VOLÁTEIS ..................................................................................... 50</p><p>GRUPO BÁRIO E CÁLCIO .................................................................................. 53</p><p>GRUPO DA PRATA ............................................................................................... 56</p><p>GRUPO DOS SOLÚVEIS ..................................................................................... 58</p><p>IDENTIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE SAIS ................................................ 60</p><p>PARTE III – ANÁLISE QUANTITATIVA - GRAVIMETRIA ..................................... 64</p><p>PREPARO DA SOLUÇÃO PADRÃO PRIMÁRIO DE NaCl 0,1 mol.L-1 ................ 73</p><p>DETERMINAÇÃO GRAVIMÉTRICA DE NÍQUEL ............................................... 74</p><p>BIBLIOGRAFIA: ........................................................................................................... 76</p><p>APÊNDICE 1: PRODUTOS DE SOLUBILIDADE (KPS) ............................................ 77</p><p>APÊNDICE 2: POTENCIAIS DE REDUÇÃO PADRÃO (E0) ..................................... 79</p><p>APÊNDICE 3: CONSTANTES DE FORMAÇÃOD E COMPLEXOS ........................ 81</p><p>3</p><p>Regras de laboratório</p><p> Usar jaleco;</p><p> Usar óculos de segurança;</p><p> Prender cabelos;</p><p> Usar sapato fechado;</p><p> Não pode usar lentes;</p><p> Não pode comer;</p><p> Não pode beber;</p><p> Não pode fumar;</p><p> Descartar rejeitos nas bombonas de rejeitos apropriadas;</p><p> Cuidado para não deixar reagentes destampados;</p><p> Não trocar tampas e pipetas dos frascos;</p><p> Prestar o máximo de atenção no que está fazendo;</p><p> Lavar as mãos imediatamente se perceber que entrou em contato com algum</p><p>reagente;</p><p> Sempre lavar as mãos antes de ir embora.</p><p>Deliberação aprovada na 7ª Reunião</p><p>Ordinária da Congregação do Instituto</p><p>de Química da UFRJ em 31/10/1998.</p><p>4</p><p>Lista de Símbolos e Abreviaturas</p><p>(s): Sólido ppt: Precipitado</p><p>(c): Concentrado TAA: Tioacetamida</p><p>(d): Diluído DMG: Dimetilglioxima</p><p>Δ: Aquecimento BM: Banho-Maria</p><p>Ad.: Adicionar Ac: Acetato ou acético</p><p>Sob.: Sobrenadante</p><p>Ácidos e Bases utilizados no curso</p><p>Ácidos Fortes Bases Fortes</p><p>HCl NaOH</p><p>HNO3 KOH</p><p>H2SO4 (Ka2 = 1,02 . 10-2) Ba(OH)2</p><p>HClO4</p><p>Ácidos Fracos Bases Fracas</p><p>HAc (Ka = 1,8 . 10-5) NH4OH (Kb = 1,8 . 10-5)</p><p>H2S (Ka1 = 9,6 . 10-8, Ka2 = 1,3 . 10-14)</p><p>Ácido pícrico (Ka = 4,3 . 10-1)</p><p>5</p><p>CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO</p><p>PROVA TEORIA DA PRÁTICA</p><p>2 provas teóricas: TP1 e TP2.</p><p>PROVA PRÁTICA</p><p>2 provas: determinação de cátions- PP1; e determinação de sais – PP2.</p><p>SIMULADOS:</p><p>1 simulado de determinação de cátions;</p><p>1 simulado de determinação de ânions.</p><p>RELATÓRIO:</p><p>Relatório referente a prática de gravimetria (R)</p><p>MÉDIA FINAL:</p><p>MF = TP1 + TP2 + PP1 + PP2 + R</p><p>5</p><p>MF ≥ 5,0 APROVADO</p><p>MF 3</p><p>6</p><p>Apresentação da vidraria.</p><p>Tabela 1: Apresentação da vidraria empregada em análise qualitativa</p><p>Nome Figura Função</p><p>Béquer</p><p>Empregado para dissolver</p><p>substâncias, aquecer</p><p>líquidos, transferir volumes</p><p>não quantitativos e etc.</p><p>Vidro de relógio</p><p>Empregado para pesar</p><p>reagentes e vedar vidraria.</p><p>Tubo de ensaio</p><p>Empregado para fazer</p><p>reações em pequena escala.</p><p>Estante para tubos de</p><p>ensaio</p><p>Colocar tubos de ensaio.</p><p>Funil</p><p>Empregado em processo de</p><p>filtração.</p><p>Pipeta Pasteur</p><p>Transferir líquidos</p><p>Proveta</p><p>Medir quantidade de</p><p>volume não quantitativo</p><p>7</p><p>Pisseta ou frasco lavador</p><p>Empregado em lavagem de</p><p>recipientes e transferência</p><p>de pequenos volumes de</p><p>solvente.</p><p>Pinça de madeira</p><p>Empregada para segurar</p><p>tubo de ensaio durante</p><p>aquecimento</p><p>Placa de toque</p><p>Fazer reações</p><p>colorimétricas em pequena</p><p>escala.</p><p>Bastão de vidro</p><p>Agitar substâncias para</p><p>facilitar homogeneização.</p><p>8</p><p>Química Analítica Qualitativa Experimental</p><p>Química Analítica Qualitativa → área da química responsável pela análise de</p><p>espécies químicas contidas em uma amostra, identificação de espécies.</p><p>Para promover a análise de uma substância é necessário fazer uma(s) reação(ões) de</p><p>identificação. Nem toda reação é útil para química analítica qualitativa, pois para que haja</p><p>identificação de uma substância é necessário que a reação promova alguma variação no</p><p>meio que possa ser detectada e interpretada, como coloração ou precipitação.</p><p>Normalmente são realizadas reações em solução, pois isso facilita a interação</p><p>entre os reagentes. Portanto, primeiro ponto que deve ser avaliado quando se fala de</p><p>reações de identificação é o comportamento destas reações em solução e para isso se deve</p><p>entender o que é uma solução.</p><p>Solução é uma mistura homogênea entre dois ou mais constituintes não</p><p>interconversíveis em que um deve estar em maior quantidade dentre os demais. Mistura</p><p>de soluto e solvente.</p><p>Soluto → Espécie solvatada. Menor quantidade.</p><p>do ânion, em seguida deve-se determinar a que grupo ele pertence e por fim,</p><p>identificar o ânion através das reações de identificação. Após a caracterização do ânion,</p><p>o cátion deve ser identificado. O passo a passo a baixo explica em detalhes como proceder.</p><p>A primeira etapa é dissolver o sal, para tanto, colocar num béquer pequeno uma porção</p><p>de sal e dissolver em água destilada.</p><p>Análise do ânion</p><p>1) Verificar o caráter redox da solução do sal, utilizando KMnO4 e KI amidonado e se</p><p>necessário KMnO4 a quente.</p><p>2) Verificar se o ânion pertence ao Grupo Volátil: faça os testes com papel de filtro</p><p>embebido em KIO3 amidonado ou KI amidonado. Usar o reagente conforme o resultado</p><p>obtido na placa de toque.</p><p>a) Presença de ClO-: coloração azul no papel de KI amidonado.</p><p>b) Presença de NO2</p><p>-: vapor marrom e cor azul no papel de KI amidonado, além</p><p>de reação lenta com papel de KIO3 amidonado.</p><p>c) Presença de SO3</p><p>2-: coloração azul no papel de KIO3 amidonado.</p><p>d) Presença de S2O3</p><p>2-: coloração azul no papel de KIO3 amidonado e formação de</p><p>precipitado de enxofre no tubo de ensaio.</p><p>e) Se deu indiferente no teste na placa de toque, testar para CO3</p><p>2- com o micro</p><p>gerador.</p><p>f) Se tudo der negativo, o ânion não pertence ao grupo volátil.</p><p>2.1) No caso de resultado positivo para algum ânion do grupo volátil, fazer o teste de</p><p>identificação que se encontra na página 51.</p><p>3) Verificar se o ânion pertence ao Grupo Bário/Cálcio. Adicionar 10 gotas da solução do</p><p>sal, em seguida adicionar HAc (d) até que o pH da solução fique ácido. Aquecer e</p><p>alcalinizar levemente com NH4OH (d). Juntar algumas gotas das soluções de Ba(NO3)2 e</p><p>de Ca(NO3)2. Aquecer até a fervura e deixar repousar por um tempo.</p><p>3.1) A formação do precipitado indica a presença de ânion deste grupo. Fazer os testes</p><p>63</p><p>específicos para confirmação do ânion que se encontram nas páginas 53 e 54.</p><p>4) Verificar se o ânion pertence ao Grupo da Prata. Adicionar 10 gotas da solução do sal</p><p>em um tubo de ensaio. Verificar se a solução está neutra. Caso não esteja, alterar o pH</p><p>com HNO3 (d) ou NH4OH (d), em seguida adicionar gotas de AgNO3 e 2 gotas de HNO3</p><p>(d). Aquecer até quase à fervura.</p><p>4.1) A formação de precipitado branco ou amarelo indica a presença de ânion deste grupo.</p><p>Fazer os testes específicos para confirmação do ânion que se encontram na página 56.</p><p>5) Se não tiver obtido resultados positivos nos itens anteriores, o ânion pertence ao Grupo</p><p>dos Solúveis. Fazer os testes específicos para confirmação do ânion que se encontram na</p><p>página 58.</p><p>Análise do cátion</p><p>O cátion pode ser NH4</p><p>+, Na+ ou K+. Faça as reações de confirmação para estes</p><p>cátions para determinar qual deles faz parte do sal (páginas 45 e 46).</p><p>64</p><p>PARTE III – ANÁLISE QUANTITATIVA - GRAVIMETRIA</p><p>Muitas pessoas estão familiarizadas com as peças comuns de vidrarias de</p><p>laboratório, como o béquer, o erlenmeyer, o tubo de ensaio e a proveta. Esses recipientes</p><p>de vidro se destinam a aquecer, misturar e manusear as soluções, mas normalmente não</p><p>servem para determinar volumes com exatidão.</p><p>Uma medida de volume pode ser obtida de maneira confiável (altas precisão e</p><p>exatidão) por meio de dispositivos especialmente projetados para medições analíticas, tais</p><p>como, balões volumétricos, pipetas volumétricas, buretas, entre outros.</p><p>O equipamento volumétrico é marcado pelo fabricante para indicar não apenas a</p><p>sua forma de calibração, mas também a temperatura na qual a calibração se aplica</p><p>restritamente: TD para dispensar (todeliver); como exemplo, temos a pipeta volumétrica</p><p>e a bureta, que são normalmente calibradas para dispensar; e TC para conter (tocontain);</p><p>como exemplo, temos o balão volumétrico que é calibrado para conter um certo volume.</p><p>A composição do vidro influencia na qualidade da vidraria. Tipos de materiais de</p><p>vidro incluem os de Classe A e Classe B.O recipiente Classe A é fabricado com vidros</p><p>Pyrex, borossilicato ou Kimax para menores tolerâncias (ver Tabelas 6.1, 6.2 e 6.3). As</p><p>tolerâncias das vidrarias pertencentes à Classe B (econômica) são aproximadamente duas</p><p>vezes superiores às de Classe A.</p><p>Balões volumétricos</p><p>Dispositivos que servem para preparar soluções</p><p>diluídas a um volume específico. A forma geral</p><p>de um balão volumétrico consiste de um longo</p><p>pescoço superior com uma parte inferior</p><p>arredondada e um fundo plano para acomodar</p><p>soluções. O topo do pescoço contém uma</p><p>abertura onde uma tampa pode ser colocada</p><p>quando se vai homogeneizar o conteúdo de</p><p>frasco. Há também uma linha gravada no</p><p>pescoço, que indica onde o menisco da solução</p><p>deverá estar localizado quando o volume de</p><p>líquido no frasco for igual ao volume declarado</p><p>(Figura 6.1).</p><p>Figura 1: Balão volumétrico.</p><p>65</p><p>O procedimento correto de uso de um balão volumétrico é bastante simples.</p><p>Primeiramente, verifique se o recipiente está limpo e livre de quaisquer rachaduras ou</p><p>outras imperfeições. A seguir, coloque nele uma pequena quantidade do solvente a ser</p><p>utilizado e, então, adicione a amostra (previamente solubilizada no solvente de trabalho</p><p>no caso de amostras sólidas). Após a transferência quantitativa da amostra, adicione</p><p>solvente (ainda sem encher totalmente o balão). Repousando o balão sobre uma superfície</p><p>plana e firme, e também, que permita que a marca de aferição riscada no pescoço do balão</p><p>fique nivelada aos seus olhos para evitar erros de paralaxe, qualquer volume de solvente</p><p>necessário para completar o volume do balão deve ser cuidadosamente adicionado. Ante</p><p>a proximidade da linha de calibração, recomenda-se que o solvente seja adicionado gota</p><p>a gota. Quando a base do menisco do solvente estiver exatamente sobre a linha, o frasco</p><p>deverá ser fechado e a solução homogeneizada através de repetidos movimentos de</p><p>inversão (pelo menos oito vezes).</p><p>Tabela 5: Tolerâncias de frascos volumétricos Classe A.</p><p>Capacidade (mL) Tolerâncias (mL)</p><p>5 ±0,02</p><p>10 ±0,02</p><p>25 ±0,03</p><p>50 ±0,05</p><p>100 ±0,08</p><p>250 ±0,12</p><p>500 ±0,20</p><p>1000 ±0,30</p><p>2000 ±0,50</p><p>66</p><p>Pipetas volumétricas</p><p>Uma pipeta volumétrica é um dispositivo de</p><p>aspiração, de vidro, de volume determinado que</p><p>apresenta uma zona central mais larga e que,</p><p>enchendo-se por sucção, serve para transvasar</p><p>(dispensar) líquidos (Figura 2).</p><p>As pipetas volumétricas podem apresentar um</p><p>só traço superior (pipeta volumétrica de tempo) ou</p><p>dois traços - um superior e outro inferior (pipeta</p><p>volumétrica de sopro).</p><p>Figura 2: Pipeta volumétrica</p><p>As capacidades mais frequentes são 5, 10, 20, 25, e 50 mililitros.</p><p>Para aspirar o líquido para a pipeta usa-se um dispositivo de sucção (pró-pipete,</p><p>macrocontrolador, entre outros) até o líquido ultrapassar a marca indicativa do volume</p><p>pretendido nominal da pipeta (marca de aferição). Ao manusear a pipeta volumétrica</p><p>deve-se ter o cuidado de manter a pipeta na posição vertical e em uma altura que permita</p><p>que o traço de marcação do volume fique ao nível dos olhos para evitar efeitos de</p><p>paralaxe. Deve-se ainda ter em atenção de secar a ponta da pipeta com papel apropriado</p><p>antes da aferição do volume, uma vez que gotículas do líquido aliquotado pode</p><p>permanecer na parede externa da pipeta e ser dispensado no frasco coleto. Após secagem</p><p>da ponte e aferição até a marca na parte superior da pipeta, dispense o líquido para o</p><p>frasco coletor. Deve-se ter cuidado com a forma de transvasar o líquido, apoiando a ponta</p><p>da pipeta na parede lateral do recipiente.</p><p>Tipos de pipetas</p><p>Segundo a norma ISO 835, existem no mercado pipetas volumétricas que podem</p><p>possuir um tempo especificado para o descarte do líquido ou podem ser de sopro,</p><p>dependendo da sua identificação e tipo.</p><p>As normas ABNT 1769:2007 e ASTM E969-02 mencionam sobre a codificação</p><p>em faixas e cores para cada tipo de pipeta dependendo da sua faixa de escala e divisão.</p><p>Isso quer dizer que cada pipeta tem</p><p>sua cor e quantidade de faixas específicas para o seu</p><p>tipo. Muitas pipetas não cobertas pelas normas internacionais</p><p>Aqui, nos ateremos a mostrar somente as características dos instrumentos</p><p>encontrados nos laboratórios de graduação do DQA/UFRJ.</p><p>67</p><p> Pipeta Volumétrica de um traço (tempo de 15s)</p><p>A leitura dessa pipeta é feita ajustando-se o menisco no ponto marcado (no alto da</p><p>pipeta), indicando o volume desejado.</p><p>Nesse tipo de pipeta também é descartado todo seu líquido. Normalmente, as</p><p>pipetas deste tipo são com tempo especificado de 15 segundos, ou seja, após todo o</p><p>líquido ter sido dispensado, aguarda-se no mínimo 15 segundos e encosta-se a ponta da</p><p>pipeta na parede do frasco coletor para a retirada da última gota.</p><p> Pipetas com dois traços (pipetas de sopro)</p><p>Não é comum esse tipo de pipeta ser apresentado nas normas mais usuais. Porém,</p><p>é de conhecimento dos fabricantes e dos laboratórios que operam com ela, que esses dois</p><p>traços gravados no alto do corpo da pipeta, caracterizam uma pipeta de sopro.</p><p>A leitura dessa pipeta é feita ajustando-se o menisco no ponto máximo desejado,</p><p>em toda a faixada escala até o seu descarte total. Sempre que se completar o descarte do</p><p>líquido dapipeta no ponto desejado, deve ser assoprada a última gota que restar na ponta</p><p>da pipeta.</p><p>Possíveis erros: como dito anteriormente, se o equipamento for usado de maneira</p><p>inadequada, é bem provável que sejam encontradas várias diferenças nos resultados das</p><p>medições.</p><p>Foram analisadas algumas medições, usando o equipamento com seu manuseio correto,</p><p>e com possíveis erros que podem ser cometidos pelo desconhecimento do equipamento,</p><p>como:</p><p> Uma pipeta comum sem sopro ser assoprada no descarte da última gota do líquido</p><p>em sua ponta;</p><p> Uma pipeta de sopro não ser assoprada no final do descarte do seu líquido;</p><p> Uma pipeta de tempo especificado de 15 segundos, ser assoprada em vez de</p><p>aguardar 15 segundos na hora do descarte de seu líquido;</p><p> Não se levar em consideração o tempo especificado de 15 segundos de uma pipeta</p><p>na hora do descarte do seu líquido.</p><p>68</p><p>Tabela 6: Tolerâncias de pipetas de transferência Classe A.</p><p>Capacidade, mL Tolerâncias, mL</p><p>0,5 ±0,006</p><p>1 ±0,006</p><p>2 ±0,006</p><p>5 ±0,01</p><p>10 ±0,02</p><p>20 ±0,03</p><p>25 ±0,03</p><p>50 ±0,05</p><p>100 ±0,08</p><p>Buretas</p><p>Uma bureta consiste em um tubo de vidro</p><p>calibrado para abrigo do titulante (ou mesmo do</p><p>titulado em uma titulação inversa), mais a válvula</p><p>pela qual a vazão do líquido é controlada (Figura</p><p>3). As buretas, assim como as pipetas graduadas,</p><p>tornam possível o escoamento de qualquer volume</p><p>até a capacidade máxima do dispositivo. A</p><p>precisão alcançável com uma bureta é</p><p>substancialmente maior que a precisão de uma</p><p>pipeta graduada. Figura 3: Bureta</p><p>Em um laboratório de Química Quantitativa onde a volumetria é a técnica</p><p>predominante, a utilização correta de uma bureta é de suma importância. Para tanto, o</p><p>analista precisa de instruções de uso e de treinamento. Vejamos algumas instruções para</p><p>o uso de uma bureta:</p><p>Uma bureta precisa ser escrupulosamente limpa antes de seu uso; além disso, sua</p><p>válvula não deve estar vazando.</p><p>1. Limpeza: limpe perfeitamente o tubo da bureta com detergente e uma escova grande.</p><p>Enxague completamente com água corrente e então passe água destilada;</p><p>2. Lubrificação da torneira: cuidadosamente, remova toda a graxa antiga da torneira de</p><p>69</p><p>vidro e seu tambor com uma toalha de papel e seque ambas as partes completamente.</p><p>Engraxe-a ligeiramente, tomando cuidado para evitar a área adjacente ao furo. Coloque a</p><p>torneira no tambor e gire-a vigorosamente com uma leve pressão para dentro;</p><p>3. Preenchimento: tenha a certeza de que a torneira esteja fechada. Adicione 5 ou 10 mL</p><p>do titulante e, cuidadosamente, gire a bureta para molhar seu interior completamente.</p><p>Deixe o líquido escoar pela ponta da bureta. Repita este procedimento pelo menos mais</p><p>duas vezes. Em seguida, encha a bureta bem acima da marca zero. Libere a ponta de</p><p>bolhas de ar girando rapidamente a torneira e permitindo que pequenas quantidades do</p><p>líquido sejam escoadas. Finalmente, seque a ponta da bureta com uma toalha de papel e</p><p>baixe o nível do líquido até a marca zero;</p><p>4. Titulação: certifique-se de que a ponta da bureta esteja dentro do frasco de titulação.</p><p>Introduza o titulante em constante gotejamento com vazão moderada inicialmente. Agite</p><p>o frasco de titulação constantemente para garantir reação completa. Diminua a vazão à</p><p>medida que a titulação avança; adicione o titulante gota a gota nas proximidades do ponto</p><p>final (incrementos menores que uma gota, podem ser adicionados permitindo-se a</p><p>formação de uma gota na ponta da bureta e então tocando a ponta na parede do frasco.</p><p>Essa gota parcial é combinada com a totalidade do líquido por lavagem da parede com</p><p>água destilada ou simples agitação). Quando parecer que apenas mais algumas gotas são</p><p>necessárias para atingir o ponto final, enxágue as paredes do recipiente. Atingido o ponto</p><p>final, deixe o titulante drenar da parede interna da bureta (pelo menos 15 segundos).</p><p>Então, anote o volume final o mais próximo de 0,01 mL.</p><p>Tabela 7: Tolerâncias de buretasClasse A.</p><p>Capacidade, mL Tolerâncias, mL</p><p>5 ±0,01</p><p>10 ±0,02</p><p>25 ±0,03</p><p>50 ±0,05</p><p>100 ±0,20</p><p>Cadinho filtrante</p><p>Os cadinhos filtrantes são recipientes munidos de placas porosas de vidro sinterizado ou</p><p>porcelana configurando o meio filtrante do corpo do instrumento. São utilizados em</p><p>70</p><p>processos de filtração de precipitados com tamanhos maiores que o tamanho de poro.</p><p>Evitam-se as as soluções fortemente alcalinas, pois as mesmas podem atacar o vidro.</p><p>Dessecador</p><p>É um dispositivo para a secagem de substâncias ou objetos. Para minimizar a absorção de</p><p>umidade, os materiais secos são armazenados em dessecadores, enquanto se resfriam. A</p><p>base de um dessecador contém um agente químico de secagem, como o cloreto de cálcio</p><p>anidro, por exemplo, que normalmente é coberto com uma tela e um prato de porcelana</p><p>com furos, para acomodar os objetos.</p><p>Estufa</p><p>É um dispositivo que possuir por objetivo acumular e conter o calor em seu interior,</p><p>mantendo assim, uma temperatura maior em seu interior que no meio externo.</p><p>Normalmente composta de uma caixa e uma fonte de calor.</p><p>Pesa-filtro</p><p>Um pesa-filtro é um frasco de pesagem de forma cilíndrica, com tampa</p><p>esmerilhada. É usado para pesar amostras ou reagentes para preparar soluções padrão. Ao</p><p>colocar o pesa-filtro na balança analítica pode-se pegá-lo com a mão, no entanto, após a</p><p>massa do recipiente ter sido determinada ele não poderá mais ser tocado com a mão, para</p><p>não alterar a sua massa. Portanto, se durante a pesagem for necessário retirar o pesa-filtro</p><p>da balança, deve-se envolve-lo com uma tira de papel para poder segurá-lo sem tocar no</p><p>vidro. Ao final da pesagem também é necessário o uso da tira de papel para retirar o pesa-</p><p>filtro da balança.</p><p>Erlenmeyer ou Frascos Cônicos</p><p>São muito utilizados nas titulações, na mistura de líquidos e no aquecimento de</p><p>soluções.</p><p>Kitasato</p><p>É normalmente usado junto com o funil de Büchner em filtrações (sob sucção) a</p><p>vácuo. É constituído de um vidro espesso e um orifício lateral.</p><p>71</p><p>Balança analítica</p><p>Uma balança analítica é um instrumento usado na determinação de massas com</p><p>uma capacidade máxima que varia de 1 g até alguns quilogramas, com alta precisão e</p><p>exatidão.</p><p>Observação: a tara é a massa de um frasco de amostra vazio. Tarar é o processo de ajuste</p><p>da balança para apresentar leitura zero na presença da tara.</p><p>Uso da Balança analítica:</p><p>Quando se pesa um objeto é feita uma medição da massa do objeto. Deve-se fazer uma</p><p>distinção entre massa e peso. Peso é a força que o objeto exerce sobre uma determinada</p><p>superfície de acordo com a aceleração da gravidade, portanto o que é medido é o peso</p><p>(força) e não a massa (quantidade</p><p>de matéria), embora os dois estejam relacionados.</p><p>Alguns fatores podem influenciar este tipo de medida como a temperatura, eletrificação</p><p>de recipientes, adsorção de umidade do ar (tanto pela amostra como pelo recipiente) e</p><p>calibração da balança.</p><p>A pesagem de objetos cuja temperatura é diferente da temperatura ambiente pode resultar</p><p>em erros significativos. Isso pode ocorrer por dois fatores. Correntes de convecção podem</p><p>exercer um efeito de empuxo sobre o prato da balança, fazendo com que a força exercida</p><p>sobre o prato se torne menor do que deveria ser de fato. Além disso, o ar aquecido pesa</p><p>menos do que o mesmo volume de ar sobre temperaturas mais baixas, também</p><p>diminuindo o valor da medida. Esse tipo de erro pode sofre variações de medida na ordem</p><p>de 10 a 15 mg. Portanto, objetos aquecidos devem ser resfriados a temperatura ambiente</p><p>antes de serem pesados.</p><p>Técnicas de pesagem</p><p>Pesagem por adição</p><p>É a técnica de pesagem mais comumente utilizada. No entanto, não é adequada</p><p>para pesar substâncias voláteis, higroscópicas ou eflorescentes.</p><p>1) Pesar o recipiente vazio (MR);</p><p>2) Adicionar gradativamente e amostra até atingir a massa desejada. Anotar a massa</p><p>do conjunto (MC);</p><p>3) A massa da amostra é obtida por: MAM = MC – MR.</p><p>72</p><p>Desvantagens: Não é adequada para pesar substâncias voláteis, higroscópicas, e</p><p>florescentes ou que não sejam totalmente transferidas.</p><p>Exemplo: deseja-se transferir um líquido contido em uma seringa e saber a massa da</p><p>amostra.</p><p>Parte do líquido contido na seringa pode ficar dentro da mesma, ocasionando um erro de</p><p>medição da amostra utilizada caso se faça pesagem por adição.</p><p>Pesagem por diferença</p><p>É usada para substâncias voláteis, higroscópicas ou eflorescentes:</p><p> Substâncias voláteis: parte da substância se transforma em vapor, diminuindo sua</p><p>massa.</p><p> Substâncias higroscópicas: são aquelas que adsorvem facilmente água da</p><p>atmosfera. Sua massa vai gradativamente aumentando.</p><p> Substâncias eflorescentes: são aquelas que perdem espontaneamente água de</p><p>cristalização, diminuindo sua massa e, por isso, a superfície externa ou a massa</p><p>inteira da substância vira pó.</p><p>1) Pesa-se um recipiente contendo certa quantidade da amostra (M1);</p><p>2) Transfere-se rapidamente parte da amostra (a quantidade desejada) para o</p><p>recipiente de trabalho;</p><p>3) Pesa-se o recipiente com o restante da amostra (M2);</p><p>4) A massa da amostra é obtida por MAM = M1 – M2.</p><p>Exemplo: utilizando o exemplo anterior, pode-se evitar o erro mencionado quando pesa-</p><p>se por diferença, pois a massa obtida pela diferença das pesagens será a massa retirada</p><p>do recipiente e não a adicionada a este.</p><p>73</p><p>PREPARO DA SOLUÇÃO PADRÃO PRIMÁRIO DE NaCl 0,1 mol.L-1</p><p>01) Pesar aproximadamente 5,85 g do sal, previamente seco a 120 °C por duas</p><p>horas.</p><p>02) Dissolver e transferir quantitativamente para um balão de um litro.</p><p>03) Calcular a molaridade exata da solução padrão de NaCl.</p><p>74</p><p>DETERMINAÇÃO GRAVIMÉTRICA DE NÍQUEL</p><p>1) Pipetar 10 ml da solução amostra contendo Ni com pipeta volumétrica e transferir para</p><p>um béquer de 400 ml. Juntar 3 a 4 gotas de HCl (c) até que a solução fique ácida e diluir</p><p>a 100 ml com água destilada.</p><p>2) Aquecer a solução a 60-80oC e adicionar ± 20 ml de solução alcoólica a 1% de</p><p>dimetilglioxima (DMG) (ligeiro excesso).</p><p>3) A seguir, juntar NH4OH (1:1), gota a gota, agitando sempre, até que se perceba o odor</p><p>amoniacal.</p><p>4) Deixar a solução sobre a placa de aquecimento a ± 90oC, durante 30 minutos. Deve-se</p><p>evitar que a solução ferva para evitar que a solução respingue para fora. Verificar se a</p><p>precipitação foi completa, adicionando 3 ou 4 gotas de dimetilglioxima (DMG). Aquecer</p><p>por mais 1 minuto.</p><p>5) Deixar esfriar a temperatura ambiente, durante 20 minutos.</p><p>6) Aquecer, esfriar em dessecador e pesar o cadinho de vidro sinterizado vazio.</p><p>7) Repetir a operação até que o cadinho atinja peso constante.</p><p>8) Filtrar a solução usando o cadinho de vidro sinterizado e auxílio de vácuo, escorrendo</p><p>primeiro o líquido tão límpido quanto possível (neste ponto deve-se evitar carrear o</p><p>precipitado para o cadinho).</p><p>9) Carrear cuidadosamente o precipitado para o cadinho, com o auxílio de pequenas</p><p>porções de água fria, lavando bem o béquer com o policial após a transferência do</p><p>precipitado.</p><p>10) Lavar o precipitado com pequenas porções de água fria, etanol e acetona. As lavagens</p><p>devem continuar até que as águas de lavagem não apresentem vestígios de Cl-, o que pode</p><p>ser verificado com o auxílio de algumas gotas de AgNO3 em vidro de relógio.</p><p>75</p><p>11) Levar o cadinho para a estufa a 120oC por 50 minutos.</p><p>12) Deixar esfriar em dessecador por 25 minutos.</p><p>13) Pesar na mesma balança em que foi pesado o cadinho anteriormente.</p><p>14) Calcular a massa de Ni2+ na amostra a partir da massa de Ni(DMG)2 obtida.</p><p>Comparar 𝑚𝑁𝑖2+ teórica com a experimental</p><p>Ni2+ Ni(DMG)2 Ni(NO3)2.6H2O</p><p>MA = 58,69 g/mol MM = 288,77 g/mol MM = 290,79 g/mol</p><p>𝑁𝑖2+ − − − − 𝑁𝑖(𝐷𝑀𝐺)2</p><p>𝑀𝐴 − − − − − 𝑀𝑀</p><p>𝑚𝑁𝑖2+𝑝𝑝𝑡 − − − − 𝑚𝑝𝑝𝑡</p><p>𝑁𝑖2+ − − − − 𝑁𝑖(𝑁𝑂3)2. 6𝐻2𝑂</p><p>𝑀𝐴 − − − − − 𝑀𝑀</p><p>𝑚𝑁𝑖2+𝑠𝑎𝑙 − − − − 𝑚𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜</p><p>𝑚𝑁𝑖2+𝑝𝑝𝑡 = 𝑚𝑝𝑝𝑡 ∗</p><p>𝑀𝐴 (𝑁𝑖2+)</p><p>𝑀𝑀 (𝑝𝑝𝑡)</p><p>Fator gravimétrico</p><p>𝑚𝑁𝑖2+𝑠𝑎𝑙 − − − −100</p><p>𝑚𝑁𝑖2+𝑝𝑝𝑡 − − − −𝑥</p><p>Relatório:</p><p>Nome:</p><p>Data:</p><p>Dados obtidos:</p><p>- Informações sobre a solução de Ni2+ contidas no rótulo.</p><p>- Volume da solução de Ni2+ utilizado.</p><p>- Massa do cadinho filtrante vazio.</p><p>- Massa do cadinho mais precipitado.</p><p>- Massa do precipitado obtido.</p><p>Cálculos</p><p>Conclusão</p><p>76</p><p>BIBLIOGRAFIA:</p><p>1. Vogel, A. Química Analítica Qualitativa. Editora Mestre Jou, São Paulo, 5ª</p><p>edição.</p><p>2. Den Boef, G.; Hulanicki, A. Ecommendations for the usage of selective, selectivity</p><p>and related terms in analytical chemistry. International Union Of Pure And</p><p>Applied Chemistry, Pure & Appl.Chem., Vol.55, No.3, pp.553—556, 1983.</p><p>3. Alexéiev, V.N. Semimicroanálisis químico cualitativo. Tradução (Espanhol),</p><p>Editorial Mir, 1975.</p><p>4. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology Gold Book - Version 2.3.3,</p><p>2014.</p><p>77</p><p>APÊNDICE 1: PRODUTOS DE SOLUBILIDADE (KPS)</p><p>Sal Kps Sal Kps Sal Kps</p><p>Ag2C2O4 5,4 . 10-12 BaCO3 2,6 . 10-9 Co(OH)2 (azul) 5,9 . 10-15</p><p>Ag2CO3 8,5 . 10-12 BaCrO4 1,2 . 10-10 Co(OH)3 1,9 . 10-17</p><p>Ag2CrO4 1,1 . 10-12 BaF2 1,8 . 10-7 Co3(AsO4)2 6,8 . 10-29</p><p>Ag2S 8,0 . 10-51 BaMoO4 3,5 . 10-8 Co3(PO4)2 2,1 . 10-35</p><p>Ag2S2O3</p><p>Levemente</p><p>solúvel</p><p>BaSeO4 3,4 . 10-8 CoCO3 1,0 . 10-10</p><p>Ag2SO3 1,5 . 10-14 BaSO3 5,0 . 10-10 CoS (alfa) 5,0 . 10-22</p><p>Ag2SO4 1,2 . 10-5 BaSO4 1,1 . 10-10 CoS (beta) 3,0 . 10-26</p><p>Ag3AsO4 1,0 . 10-22 BiAsO4 4,4 . 10-10 Cr(OH)3 2,9 . 10-9</p><p>Ag3PO4 8,9 . 10-17 BiI 7,7 . 10-19 CsClO4 4,0 . 10-3</p><p>AgBr 5,4 . 10-13 Ca(IO3)2 6,5 . 10-6 CsIO4 5,2 . 10-6</p><p>AgBrO3 5,4 . 10-5 Ca(IO3)2.6H2O 7,1 . 10-7 Cu(IO3)2.H2</p><p>O</p><p>6,9 . 10-8</p><p>AgCH3COO 1,9 . 10-3 Ca(OH)2 5,0×10-6 Cu(OH)2 4,8 . 10-20</p><p>AgCl 1,8 . 10-10 Ca3(AsO4)2 4,0 . 10-16 Cu2O 2,0 . 10-15</p><p>AgCN 5,8 . 10-17 Ca3(PO4)2 2,1 . 10-33 Cu3(AsO4)2 8,0 . 10-36</p><p>AgI 8,5 . 10-17 CaC2O4.H2O 2,3 . 10-9 Cu3(PO4)2 1,4 . 10-37</p><p>AgIO3 3,2 . 10-8 CaCO3 (aragonita) 6,0×10-9 CuBr 6,3 . 10-9</p><p>AgOH (Ag2O) 3,8 . 10-16 CaCO3 (calcita) 3,4 . 10-9 CuC2O4 4,4 . 10-10</p><p>AgSCN 1,0 . 10-12 CaF2 3,5×10-11 CuCl 1,7 . 10-7</p><p>Al(OH)3 3,0 . 10-34 CaMoO 1,5 . 10-8 CuCN 3,5 . 10-20</p><p>AlPO4 9,8 . 10-21 CaSO4.0,5H2O 3,1 . 10-7 CuCO3 2,3 . 10-10</p><p>As2S3 3,7 . 10-27 CaSO4.2H2O 3,1 . 10-5 CuCrO4 3,6 . 10-6</p><p>As2S5 3,9 . 10-34 Cd(IO3)2 2,5 . 10-8 CuI 1,3 . 10-12</p><p>Ba(BrO3)2 2,4 . 10-4 Cd(OH)2 7,2 . 10-15 CuS 8,0 . 10-37</p><p>Ba(IO3)2 4,0 . 10-9 Cd3(AsO4)2 2,2 . 10-33 CuSCN 1,8 . 10-13</p><p>Ba(IO3)2.H2O 1,7 . 10-9 Cd3(PO4)2 2,5 . 10-33 Eu(OH)3 9,4 . 10-27</p><p>Ba(NO3)2 4,6 . 10-3 CdC2O4.3H2O 1,4 . 10-8 Fe(OH)3 2,8 . 10-39</p><p>Ba(OH)2.8H2O 3,0 . 10-4 CdCO3 1,0 . 10-12 Fe4[Fe(CN)6]</p><p>3</p><p>insolúvel</p><p>Ba3(AsO4)2</p><p>3,5 . 10-14 CdF2 6,4 . 10-3 FeCO3 3,1 . 10-11</p><p>Ba3(PO4)2 insolúvel CdS 1,0 . 10-27 FeF2 2,4 . 10-6</p><p>BaC2O4 1,0 . 10-6 Co(IO) .2H2O 1,2 . 10-2 FePO.2H2O 9,9 . 10-16</p><p>78</p><p>Sal Kps Sal Kps Sal Kps</p><p>Hg2(SCN)2 3,2 . 10-20 MnCO3 2,2 . 10-11 Sr(IO3)2 1,1 . 10-7</p><p>Hg2Br2 6,4 . 10-23 MnS (rosa) 3,0 . 10-11 Sr(IO3)2.6H2</p><p>O</p><p>4,6 . 10-7</p><p>Hg2C2O4 1,8 . 10-13 MnS (verde) 3,0 . 10-14 Sr3(AsO4)2 4,3 . 10-19</p><p>Hg2Cl2 1,4 . 10-18 NH4ClO4 8,4 . 10-1 SrC2O4 5,0 . 10-8</p><p>Hg2CO3 3,6 . 10-17 Ni(DMG) Insolúvel SrCO3 5,6 . 10-10</p><p>Hg2CrO4 2,0 . 10-9 Ni(IO3)2 4,7 . 10-5 SrCrO4 2,2 . 10-5</p><p>Hg2F2 3,1 . 10-6 Ni(OH)2 5,5×10-16 SrF2 4,3 . 10-9</p><p>Hg2I2 5,2 . 10-29 Ni3(PO4)2 4,8 . 10-32 SrSO4 3,4 . 10-7</p><p>Hg2S 2,0 . 10-53 NiCO3 1,4 . 10-7 Tl(OH)3 1,7 . 10-44</p><p>Hg2SO4 6,5 . 10-7 NiS (alfa) 4,0 . 10-20 Tl2CrO4 8,7 . 10-13</p><p>HgBr2 6,2 . 10-20 NiS (beta) 1,3 . 10-25 Tl2S 6,0 . 10-22</p><p>HgI2 2,9 . 10-29 Pb(IO3)2 3,7 . 10-13 TlBr 3,7 . 10-6</p><p>HgNH2Cl 3,1 . 10-5 Pb(OH)2 1,4 . 10-20 TlBrO3 1,1 . 10-4</p><p>HgO 3,6 . 10-26 PbBr2 6,6 . 10-6 TlCl 1,9 . 10-4</p><p>HgS (preto) 2,0 . 10-53 PbC2O4 8,5 . 10-9 TlI 5,5 . 10-8</p><p>HgS (vermelho) 2,0 . 10-54 PbCl2 1,7 . 10-5 TlIO3 3,1 . 10-6</p><p>K2PtCl6 7,5 . 10-6 PbCO3 7,4 . 10-14 TlSCN 1,6 . 10-4</p><p>KClO4 1,1 . 10-2 PbCrO4 3,0 . 10-13 Zn(IO3)2.2H2</p><p>O</p><p>4,1 . 10-6</p><p>KIO4 3,7 . 10-4 PbF2 3,3 . 10-8 Zn(OH)2 3,0 . 10-17</p><p>Mg(OH)2 5,6 . 10-12 PbI2 9.8 . 10-9 Zn3(AsO4)2 2,8 . 10-28</p><p>Mg3(PO4)2 1,0 . 10-24 PbO2 insolúvel ZnC2O4.2H2</p><p>O</p><p>1,4 . 10-9</p><p>MgC2O4.2H2O 4,8 . 10-6 PbS 3,0 . 10-28 ZnCO3 1,5 . 10-10</p><p>MgCO3 6,8 . 10-6 PbSeO4 1,4 . 10-7 ZnCO3.H2O 5,4 . 10-11</p><p>MgCO3.3H2O 2,4 . 10-6 PbSO4 2.5 . 10-8 ZnF 3,0 . 10-2</p><p>MgCO3.5H2O 3,8 . 10-6 Pd(SCN)2 4,4 . 10-23 ZnS (alfa) 2,0 . 10-25</p><p>MgF2 5,2 . 10-11 Picrato K 3,7 . 10-4 ZnS (beta) 3,0 . 10-23</p><p>MgNH4PO4 3,0 . 10-13 Picrato NH4 2,1 . 10-3 ZnSe 3,6 . 10-26</p><p>Mn(IO3)2 4,4 . 10-7 Sn(OH)2 5,5 . 10-27 ZnSe.H2O 1,6 . 10-7</p><p>Mn(OH)2 2,0 . 10-13 SnI2 8,3 . 10-6</p><p>MnC2O4.2H2O 1,7 . 10-7 SnS 1,3 . 10-26</p><p>79</p><p>APÊNDICE 2: POTENCIAIS DE REDUÇÃO PADRÃO (E0)</p><p>Semi-Reação E0 / V</p><p>F2 (g) + 2H+ + 2e- ⇌ 2HF(aq) 3,06</p><p>S2O8</p><p>2- + 2e- ⇌ 2SO4</p><p>2- 2,01</p><p>Co3+ + e- ⇌ Co2+ 1,83</p><p>MnO4</p><p>- + 4H+ + 3e- ⇌ MnO2 (s) + 2H2O 1,70</p><p>2HClO + 2H+ + 2e- ⇌ Cl2 (g) + 2H2O 1,63</p><p>BiO3</p><p>- + 6H+ + 2e- ⇌ Bi3+ + 3H2O 1,60</p><p>2BrO3</p><p>- + 12H+ + 10e- ⇌ Br2 (l) + 6H2O 1,52</p><p>MnO4</p><p>- + 8H+ + 5e- ⇌ Mn2+ + 4H2O 1,51</p><p>HClO +  H+ + 2 e− ⇌ Cl-</p><p>+ H2O 1,49</p><p>2ClO3</p><p>- + 12H+ + 10e- ⇌ Cl2 (g) + 6H2O 1,47</p><p>PbO2 (s) + 4H+ + 2e- ⇌ Pb2+ + 2H2O 1,45</p><p>BrO3</p><p>- + 6H+ + 6e- ⇌ Br- + 3H2O 1,44</p><p>Cr2O7</p><p>2- + 14H+ + 6e- ⇌ 2Cr3+ + 7H2O 1,33</p><p>Cl2 (g) + 2e- ⇌ 2Cl- 1,31</p><p>MnO2 + 4H+ + 2e- ⇌ Mn2+ + 2H2O 1,23</p><p>2IO3</p><p>- + 12H+ + 10e- ⇌ I2 (aq) + 6H2O 1,20</p><p>2IO3</p><p>- + 12H+ + 10e- ⇌ I2 (aq) + 6H2O 1,18</p><p>Br2 (aq) + 2e- ⇌ 2Br- 1,09</p><p>NO2</p><p>- + 2H+ + e- ⇌ NO + H2O 1,00</p><p>NO3</p><p>- + 3H+ + 2e- ⇌ HNO2 + H2O 0,94</p><p>2Hg2+ + 2e- ⇌ Hg2</p><p>2+ 0,92</p><p>Cu2+ + I- + e- ⇌ CuI(s) 0,86</p><p>Hg2+ + 2e- ⇌ Hg0 0,85</p><p>Hg2</p><p>2+ + 2e- ⇌ 2Hg(l) 0,80</p><p>(SCN)2 + 2e- ⇌ 2SCN- 0,77</p><p>Fe3+ + e- ⇌ Fe2+ 0,77</p><p>O2 (g) + 2 H+ + 2 e- ⇌ H2O2 0,70</p><p>I2 (aq) + 2e- ⇌ 2I- 0,62</p><p>MnO4</p><p>- + e- ⇌ MnO4</p><p>2- 0,56</p><p>80</p><p>Semi-Reação E0 / V</p><p>AsO4</p><p>3- + 2H+ + 2e- ⇌ AsO3</p><p>3- + H2O 0,56</p><p>I3</p><p>-</p><p>(s) + 2e- ⇌ 3I- 0,54</p><p>I2 (s) + 2e- ⇌ 2I- 0,54</p><p>SO2 + 4 H+ + 4 e- ⇌ S(s) + 2 H2O 0,50</p><p>H2SO3 + 4H+ + 4e- ⇌ S (s) + 3H2O 0,45</p><p>SO4</p><p>2- + 4H+ + 2e- ⇌ H2SO3 + H2O 0,17</p><p>HSO4</p><p>− + 3 H+ + 2 e- ⇌ SO2 + 2 H2O 0,16</p><p>Sn4+ + 2e- ⇌ Sn2+ 0,15</p><p>S (s) + 2H+ + 2e- ⇌ H2S (g) 0,14</p><p>S4O6</p><p>2- + 2e- ⇌ 2S2O3</p><p>2- 0,08</p><p>2H+ + 2e- ⇌ H2 (g) 0,00</p><p>CO2 (g) + 2 H+ + 2 e- ⇌ CO(g) +  H2O -0,10</p><p>CO2 (g) + 2 H+ + 2 e- ⇌ HCOOH -0,11</p><p>H3PO4 + 2 H+ + 2 e- ⇌ H3PO3 +  H2O -0,28</p><p>Fe2+ + 2e- ⇌ Fe(s) -0,44</p><p>2CO2 (g) + 2H+ + 2e- ⇌ H2C2O4 -0,49</p><p>Zn2+ + 2e- ⇌ Zn(s) -0,76</p><p>Mn2+ + 2e- ⇌ Mn(s) -1,18</p><p>81</p><p>APÊNDICE 3: CONSTANTES DE FORMAÇÃOD E COMPLEXOS</p><p>Ligante Cátion Kf1 Kf2 Kf3 Kf4 Kf5 Kf6</p><p>CH3COO-</p><p>Ag+ 5,4 1,3 . 10-1</p><p>Ca2+ 1,5 . 101</p><p>Cd2+ 8,5 . 101 1,7 . 101</p><p>Cu2+ 1,6 . 102 2,6 . 101</p><p>Fe3+ 1 2,4 . 103 1,3 . 103 6,3 . 101</p><p>Hg2+ 2,8 . 108 (Kf1 . Kf2)</p><p>Mg2+ 1,9 . 101</p><p>Pb2+ 4,8 . 102 2,5 . 101</p><p>NH3</p><p>Ag+ 2,0 . 103 8,1 . 103</p><p>Cd2+ 3,5 . 102 1,0 . 102 2,2 . 101 6,9</p><p>Co2+ 2 9,8 . 101 3,2 . 101 8,5 4,4 4,7 0,9</p><p>Cu2+ 1,1 . 104 2,7 . 103 6,3 . 102 3,0 . 101</p><p>Hg2+ 3 6,3 . 108 4,0 . 108 1,0 . 101 5</p><p>Ni2+ 5,2 . 102 1,5 . 102 4,6 . 101 1,3 . 101</p><p>Zn2+ 1,6 . 102 1,9 . 102 2,3 . 102 2,0</p><p>Cl-</p><p>Ag+ 1,8 . 105 (Kf1 . Kf2) 2,3</p><p>Cu+ 3,2 . 105 (Kf1 . Kf2)</p><p>Cu2+ 6,3 . 102 4,0 3,1 5,4</p><p>Fe3+ 3,0 . 101 4,5</p><p>Hg2+ 2,0 . 107 5,0 . 106 1,0 . 101 4,0</p><p>Pb2+ 6,3 . 101 (Kf1 . Kf2 . Kf3)</p><p>Sn2+ 3,2 . 101 5,5 5,0 . 10-1 3,2 . 10-1</p><p>CN-</p><p>Ag+ 3,0 . 1020 (Kf1 . Kf2)</p><p>Cd2+ 1,0 . 106 1,3 . 105 3,4 . 104 1,9 . 102</p><p>Hg2+ 1,0 . 1017 5,6 . 1015 3,6 . 103 4,6 . 102</p><p>Ni2+ 1,7 . 1030 (Kf1 . Kf2 . Kf3 . Kf4)</p><p>Zn2+ 1,2 . 1011 (Kf1 . Kf2) 9,5 . 104 3,7 . 103</p><p>S2O3</p><p>2-</p><p>Ag+ 6 6,6 . 108 5,0 . 104 5,0</p><p>Cu2+ 2,0 . 106 (Kf1 . Kf2)</p><p>Hg2+ 1,7 . 1029 (Kf1 . Kf2) 2,5 . 101</p><p>82</p><p>Ligante Cátion Kf1 Kf2 Kf3 Kf4 Kf5 Kf6</p><p>EDTA 1</p><p>Ag+ 2,1 . 107</p><p>Al3+ 1,3 . 1016</p><p>Ba2+ 5,8 . 107</p><p>Ca2+ 5,0 . 1010</p><p>Cd2+ 2,9 . 1016</p><p>Co2+ 2,0 . 1016</p><p>Cu2+ 6,3 . 1018</p><p>Fe2+ 2,1 . 1014</p><p>Fe3+ 1,3 . 1025</p><p>Hg2+ 6,3 . 1021</p><p>Mg2+ 4,9 . 108</p><p>Mn2+ 6,2 . 1013</p><p>Ni2+ 4,2 . 1018</p><p>Pb2+ 1,1 . 1018</p><p>Sr2+ 4,3 . 108</p><p>Th4+ 1,6 . 1023</p><p>V3+ 7,9 . 1025</p><p>Zn2+ 3,2 . 1016</p><p>F-</p><p>Al3+ 1,0 . 107 4,0 . 105 1,3 . 104 2,5 . 102</p><p>Fe3+ 1,5 . 105 7,8 . 103 1,1 . 103</p><p>OH-</p><p>Al3+ 2,5 . 1033 (Kf1 . Kf2 . Kf3 . Kf4)</p><p>Cd2+ 7,9 . 103 6,3 . 103</p><p>Cu2+ 3,2 . 106</p><p>Fe2+ 4,0 . 104</p><p>Fe3+ 6,5 . 1011 3,2 . 1011</p><p>Hg2+ 4,0 . 1010 1,6 . 1011</p><p>Ni2+ 1,3 . 104 7,9 . 104 1,0 . 103</p><p>Pb2+ 7,9 . 1013 (Kf1 . Kf2 . Kf3)</p><p>Zn2+ 3,2 . 1015 (Kf1 . Kf2 . Kf3 . Kf4)</p><p>I-</p><p>Cd2+ 1,9 . 102 4,4 . 101 1,0 . 101 1,0 . 101</p><p>Cu2+ 7,9 . 108 (Kf1 . Kf2)</p><p>Hg2+ 3 7,4 . 1012 8,9 . 1010 6,3 . 103 1,6 . 102</p><p>Pb2+ 7,9 . 103 (Kf1 . Kf2 . Kf3)</p><p>Pb2+ 3,2 . 104 (Kf1 . Kf2 . Kf3 . Kf4)</p><p>83</p><p>Ligante Cátion Kf1 Kf2 Kf3 Kf4 Kf5 Kf6</p><p>C2O4</p><p>2-</p><p>Al3+ 4 9,3 . 105 9,1 . 104 1,1 . 105</p><p>Ca2+ 1,5 . 103</p><p>Cd2+ 5 5,4 . 102 2,5 . 101 1,0 . 101</p><p>Fe3+ 5 3,8 . 107 1,7 . 106 6,3 . 104</p><p>Mg2+ 5 1,7 . 103</p><p>Pb2+ 1,6 . 104 1,3 . 102</p><p>SCN-</p><p>Cd2+ 7,8 . 101 7,8 1,0 . 10-1</p><p>Cu2+ 4,0 . 1011 (Kf1 . Kf2 . Kf3)</p><p>Fe3+ 1,0 . 103 4,2</p><p>Hg2+ 1,8 . 1017 (Kf1 . Kf2) 5,0 . 102 6,3 . 101</p><p>Ni2+ 5,8 . 101</p><p>Dados obtidos a 25 oC e força iônica = 0,0</p><p>1 Dados obtidos a 20 oC e força iônica = 0,1</p><p>2 Dados obtidos a 20 oC</p><p>3 Dados obtidos com força iônica = 0,5</p><p>4 Dados obtidos com força iônica = 0,1</p><p>5 Dados obtidos com força iônica = 1,0</p><p>6 Dados obtidos a 18 oC</p><p>Solvente → Espécie que solvata. Maior quantidade.</p><p>Solvatação → Solvente engloba a espécie a ser solvatada através de interações,</p><p>como por exemplo, ligações de hidrogênio, íon-dipolo, entre outras. É um processo onde</p><p>as interações entre soluto-soluto e solvente-solvente são trocadas por interações entre</p><p>soluto e solvente. Para que ocorra esta troca faz-se necessário que haja uma compensação</p><p>de energia e entropia, deste fato sai a famosa frase “Semelhante dissolve semelhante”. É</p><p>uma frase genérica, não exatamente correta, mas que tem origem neste raciocínio.</p><p>Outros termos também são importantes na química analítica:</p><p>Solubilidade → maior quantidade de uma espécie que pode ser solubilizada em</p><p>uma determinada quantidade de solvente em uma determinada temperatura. É dada em</p><p>termo de concentração. A solubilidade de um precipitado é, por definição, igual à</p><p>concentração molar da solução saturada.</p><p>Concentração → relação entre quantidade de soluto e quantidade de solução. É</p><p>uma propriedade intensiva. Existem diversas maneiras de se expressar a concentração de</p><p>acordo com a conveniência.</p><p>Tipos de solução:</p><p>- Insaturada: concentração do soluto é menor do que a solubilidade.</p><p>9</p><p>- Saturada: concentração do soluto é igual a solubilidade.</p><p>- Supersaturada: quando a quantidade dissolvida de soluto é maior do que a solubilidade.</p><p>Trata-se de uma condição instável, onde qualquer perturbação faz com que essa solução</p><p>volte à condição de saturação e o soluto em excesso vá para forma de precipitado.</p><p>A dissolução de uma substância é um equilíbrio químico, e como qualquer</p><p>equilíbrio possui uma constante associada. O Kps, constante do produto de solubilidade,</p><p>descreve o produto iônico no qual se tem a maior concentração possível de íons</p><p>dissolvidos.</p><p>Quando em uma solução o produto iônico é menor do que o Kps essa solução</p><p>encontra-se insaturada, quando é igual ela é chamada de solução saturada, e quando é</p><p>maior ela é chamada de solução supersaturada, que é uma condição instável.</p><p>Obs.: não confundir o conceito dado para o produto iônico de supersaturada com o que</p><p>acontece nas precipitações. Normalmente se calcula a concentração de íons que foi</p><p>adicionado e se compara com o Kps, quando é maior significa que “estourou” o Kps e o</p><p>excesso formará precipitado, ou seja, estes íons que foram adicionados a mais não</p><p>permanecem em solução. Logo, se trata de uma solução saturada com precipitado e não</p><p>uma solução supersaturada.</p><p>A solubilidade está relacionada com o Kps, podendo ser calculada através do</p><p>mesmo. Porém, não são duas grandezas equivalentes. Deve-se tomar cuidado quando se</p><p>compara a solubilidade de espécies diferentes. Os Kps somente podem ser comparados</p><p>entre espécies diferentes se possuírem a mesma estequiometria, pois, caso contrário as</p><p>suas relações com a solubilidade apresentaram relações matemáticas diferentes e,</p><p>portanto, não são comparáveis.</p><p>No processo de solubilização, como mencionado anteriormente, o que ocorre é a</p><p>troca das interações. De maneira geral, o aumento de temperatura favorece esse tipo de</p><p>processo por dar energia para romper a interação soluto-soluto, porém, há exceções, como</p><p>sulfato de cálcio, que tem sua solubilidade diminuída com aumento da temperatura.</p><p>Fatores que podem influenciar a solubilidade:</p><p>- Temperatura: pode ser um meio de se fazer precipitação seletiva.</p><p>- Pressão: ligeiras variações de pressão não apresentam influencia apreciável na</p><p>solubilidade.</p><p>- Presença de outras espécies no meio: outras espécies podem mudar a força iônica do</p><p>meio, fazendo com que a solubilidade da espécie em estudo varie. O aumento da força</p><p>10</p><p>iônica influencia tanto positivamente quanto negativamente na solubilidade, dependendo</p><p>da força iônica apresentada, pois o aumento da força iônica pode influenciar na atividade</p><p>das espécies em análise, como também resultar em uma competição por solvatação.</p><p>- Efeito do íon comum: A presença de um íon comum ocasionará uma variação no produto</p><p>iônico, diminuindo a solubilidade do sal em análise.</p><p>- Efeito do solvente: a utilização de um solvente que possua uma constante dielétrica</p><p>menor que a da água diminui a solubilização de íons, devido à diminuição da constante</p><p>dielétrica do meio.</p><p>11</p><p>REJEITOS</p><p>A gestão de resíduos em práticas laboratoriais começa após o encerramento das</p><p>práticas que os geraram.</p><p>Considerando a diversidade de comportamento químicos das mais variadas</p><p>espécies orgânicas e inorgânicas presentes em um laboratório de análise qualitativa,</p><p>estabeleceram-se diversas correntes de segregação, cada uma delas contendo um</p><p>determinado grupo de resíduos gerados, e que possuem cada uma delas uma destinação</p><p>final apropriada. Chama-se destinação final o encaminhamento do resíduo (tal qual ou</p><p>após algum tratamento feito no próprio laboratório) a uma empresa que o processará</p><p>segundo as normas ambientais vigentes: incineração, coprocessamento, aterro industrial.</p><p>A figura a seguir mostra a inter-relação dos tipos de resíduos gerados pelos alunos</p><p>(líquidos/sólidos) e as destinações finais.</p><p>Resíduo</p><p>Inorgânico</p><p>Líquido</p><p>Neutralização</p><p>Filtração</p><p>Líquido</p><p>pH = 7,</p><p>incolor,</p><p>caráter</p><p>redox</p><p>indiferente</p><p>Descarte</p><p>na pia</p><p>Sólido</p><p>Sólido</p><p>Elementos</p><p>proibidos? (F-, Br, I,</p><p>Hg, Tl, Se, Cd)</p><p>Sim</p><p>Aterro</p><p>industrial</p><p>(Clasee I,</p><p>NBR</p><p>1004)</p><p>Não</p><p>Coproces</p><p>samento</p><p>(Fe, Al,</p><p>Si, Ca, K,</p><p>Mg, Na)</p><p>Incineração</p><p>Orgânico</p><p>(sólido ou</p><p>líquido)</p><p>É</p><p>clorado?</p><p>Sim</p><p>Incineração</p><p>Não</p><p>Coprocessa</p><p>mento</p><p>12</p><p>Conforme a natureza dos cátions e dos ânions usados nos cursos, foram</p><p>estabelecidas as seguintes correntes de segregação, claramente identificadas nas</p><p>embalagens coletoras:</p><p>a) resíduos contendo mercúrio e cádmio. O primeiro é usado na forma do íon mercuroso</p><p>(Hg2</p><p>2+), pertencente ao grupo I de cátions, e o íon Cd2+ aparece em algumas disciplinas</p><p>oferecidas pelo DQA a outros cursos da UFRJ (farmácia, nutrição). Essa corrente é</p><p>especificamente tratada para precipitar os dois elementos, destinando-os a um aterro</p><p>industrial para materiais perigosos (classe I, segundo a norma da ABNT NBR 1004:2004).</p><p>b) resíduos contendo flúor (fluoreto): da mesma forma que a corrente anterior, esta é</p><p>tratada de modo a precipitar o íon fluoreto como sal de cálcio (CaF2), que é destinado a</p><p>aterro industrial classe I.</p><p>c) resíduos contendo bromo e iodo (brometo/iodeto e ânions de oxiácidos): a melhor</p><p>forma de gerenciar estes dois halogênios é convertê-los às formas reduzidas solúveis</p><p>(brometo e iodeto), as quais apresentam mínimo impacto ambiental. O resíduo líquido</p><p>tratado é descartado na pia.</p><p>d) resíduos de prata: o íon prata (Ag+) aparece no grupo I de cátions, e, na análise de</p><p>ânions, é usado para caracterizar o chamado grupo da prata. Este resíduo é processado</p><p>pelos técnicos e docentes do DQA para recuperação desse elemento.</p><p>e) resíduos de urânio: trata-se dos resíduos dos experimentos que empregam o reagente</p><p>acetato de zinco e uranila, para precipitação do cátion sódio (Na+), que pertence ao grupo</p><p>V. Este resíduo é processado pelos técnicos e docentes do DQA para recuperação do</p><p>acetato de uranila, reagente de alto custo e não disponível para pronta entrega pelo</p><p>mercado de produtos químicos devido a restrições impostas pela IAEA (Agência</p><p>Internacional de Energia Atômica).</p><p>f) resíduos contendo metais alcalinos, alcalino-terrosos, ácidos e bases: envolvem o</p><p>emprego de soluções sem a presença de metais de transição do bloco d e os metais</p><p>representativos do bloco p. Esta corrente é neutralizada e o precipitado formando, caso</p><p>haja, é destinado à incineração.</p><p>13</p><p>g) resíduos contendo metais de transição e íon amônio: incluem-se aqui seguintes</p><p>elementos representativos do bloco p: As, Sb, Sn, Pb, P, Al, B e Si. É a corrente mais</p><p>frequentemente produzida nos experimentos. Ela é neutralizada e o precipitado formando</p><p>é destinado à incineração.</p><p>E se um experimento</p><p>contiver misturas de elementos que seriam segregados em</p><p>correntes diferentes?</p><p>O critério a ser seguido é que o elemento que tiver uma destinação mais restritiva</p><p>comandará a segregação do resíduo. Assim, por exemplo,</p><p>- Um resíduo contendo mercúrio e/ou cádmio, mesmo que também tenha prata e urânio,</p><p>deverá ser descartado no coletor de mercúrio e cádmio.</p><p>- Um resíduo de brometo e iodeto de prata deve ser descartado no coletor de resíduos de</p><p>prata.</p><p>- Um resíduo contendo fluoreto e prata deve ser coletado no resíduo de fluoreto.</p><p>É importante que sua colaboração é fundamental para que a gestão de resíduos</p><p>seja bem-sucedida conforme ditado pela experiência de décadas com o manejo dos</p><p>mesmos. No caso de amostras desconhecidas de prova ou treinamento, reserve os resíduos</p><p>que você produz em um béquer até determinar quem são os cátions (ou ânions) de sua</p><p>amostra, para então definir qual a melhor corrente para segregá-los. Em caso de dúvida,</p><p>consulte seu professor ou monitor para saber como fazer seu descarte correto. Nunca o</p><p>faça sem estar certo do que está fazendo. Um resíduo de mercúrio colocado num resíduo</p><p>de metais de transição e íon amônio obriga a que todo este resíduo seja tratado como</p><p>sendo de mercúrio, de destinação mais restritiva e, portanto, exigindo um trabalho e</p><p>tempo mais longos do que o previsto.</p><p>*As informações desse item foram fornecidas pelo Prof. Júlio Carlos Afonso.</p><p>14</p><p>PARTE I – ANÁLISE DE CÁTIONS</p><p>Os cátions podem ser classificados em 5 grupos, de acordo com seu</p><p>comportamento em relação a determinados reagentes, chamados reagentes de grupo.</p><p>Grupo I – É formado pelos cátions que produzem precipitados com HCl (d):</p><p>Ag+, Pb2+ e Hg2</p><p>2+</p><p>Grupo II – É formado pelos cátions que formam precipitados pela reação com H2S em</p><p>meio ácido:</p><p>As3+, As5+, Sn2+, Sn4+, Sb3+, Sb5+, Cu2+, Cd2+, Hg2+ e Bi3+</p><p>Grupo III – É formado pelos cátions que precipitam em meio alcalino com NH4OH ou</p><p>H2S:</p><p>Subgrupo IIIa (reagente do grupo: NH4Cl(s) + NH4OH): Fe3+, Al3+ e Cr3+</p><p>Subgrupo IIIb (reagente do grupo: H2S em meio alcalino): Co2+, Ni2+, Mn2+ e Zn2+</p><p>Grupo IV – É formado pelos cátions que precipitam com (NH4)2CO3 na presença do</p><p>tampão NH4Cl / NH4OH:</p><p>Ba2+, Sr2+ e Ca2+</p><p>Grupo V – É formado pelos cátions que não precipitam nas condições anteriores:</p><p>Mg2+, Na+, K+ e NH4</p><p>+</p><p>15</p><p>Introdução à análise de cátions</p><p>As características de uma reação para promover a identificação de uma</p><p>determinada espécie são:</p><p>1) Especificidade → quando o reagente colocado para identificação só reage,</p><p>produzindo determinada característica, com aquela espécie procurada (difícil de ocorrer).</p><p>“Uma reação específica é considerada como sendo o final de uma seletiva, o que significa</p><p>que supostamente não há interferências que possam ocorrer” (tradução livre do Gold</p><p>Book (IUPAC), 2014).</p><p>2) Seletividade → reação ou interação preferencial com um determinado grupo de</p><p>espécies em detrimento de outras. Ocorre quando o reagente colocado para a identificação</p><p>de uma substância promove tal característica com um grupo de substâncias. Reações</p><p>seletivas são mais comuns, porém, dependendo das espécies presentes na amostra pode</p><p>haver ação de interferentes. “Um termo que expressa qualitativamente o grau em que</p><p>outras substâncias podem interferir na determinação de uma substância de acordo com</p><p>um dado procedimento” (tradução livre do Gold Book (IUPAC), 2014).</p><p>A seletividade muitas vezes pode ser alterada variando-se as condições do meio,</p><p>como variação de pH, variação de temperatura, variação da força iônica e adição de</p><p>reagentes que promovam reações paralelas. O reagente de identificação passa a reagir</p><p>somente com a substância que se quer identificar, ou restringe o grupo de substâncias com</p><p>o qual reage.</p><p> Interferentes → espécie presente na amostra que pode proporcionar um falso</p><p>positivo, ou falso negativo. “Uma substância de interferência para um</p><p>procedimento analítico é aquela que faz com que um erro sistemático</p><p>predeterminado ocorra no resultado analítico” (tradução da IUPAC, 1983).</p><p> Falso positivo → quando uma reação apresenta determinada característica,</p><p>indicando a presença da espécie a ser identificada, mesmo na sua ausência.</p><p> Falso negativo → quando uma reação de identificação de uma determinada</p><p>espécie não apresenta determinada característica, indicando a ausência de uma</p><p>espécie mesmo quando a espécie está presente.</p><p>3) Sensibilidade → Capacidade de perceber. Quando um reagente promove ao reagir</p><p>com a espécie de interesse uma variação perceptível “Sensibilidade será uma função da</p><p>concentração do analito ou quantidade” (tradução do Gold Book (IUPAC), 2014).</p><p>Obs.: A resposta negativa (não um falso negativo) em um teste de identificação não</p><p>16</p><p>significa que a espécie alvo não esteja presente, e sim que a mesma não está presente</p><p>acima da capacidade de detecção do teste utilizado para identificação. Nesse caso não</p><p>devemos apresentar um laudo de ausência da espécie e sim que a espécie não foi</p><p>detectada, apresentando o limite de detecção do ensaio realizado.</p><p>Diluição limite → é o máximo que se pode diluir uma solução sem que ela pare</p><p>de apresentar a característica da reação de identificação da espécie presente, ou seja, é o</p><p>limite da diluição onde se a solução for mais diluída a resposta da analise dará um falso</p><p>negativo.</p><p>Esse limite é dado na relação de 1 g da espécie a ser identificada para quantidade</p><p>de gramas do solvente (chamado de G) ou também em vez da massa de solvente pode-se</p><p>utilizar volume de solução (menos usual). A relação é 1:G (Alexéiev, 1975).</p><p>Obs.1: observar que existe diferença entre a massa pesada do soluto para massa da espécie</p><p>a ser analisada.</p><p>Obs.2: como a densidade da água a 25ºC é 0,997 g mL-1, aproximadamente 1 g.mL-1,</p><p>pode se adotar a massa de solvente em grama como o volume de solvente em ml.</p><p>Mínimo detectável → é a massa mínima da espécie a ser analisada necessária para</p><p>que a análise não de um falso negativo, no volume de análise. Em outras palavras, é a</p><p>quantidade mínima da espécie química que pode ser identificada em uma determinada</p><p>condição de análise (Alexéiev, 1975).</p><p>Obs.: caso o volume da análise não seja dado deve-se considerar uma gota e o volume</p><p>padrão que é 0,05 ml.</p><p>Como já mencionado, as reações utilizadas desse curso são seletivas, podendo</p><p>ocorrer interferência durante a análise de uma determinada espécie alvo na presença de</p><p>outras espécies. Para evitar respostas duvidosas, faz-se necessário a utilização de um</p><p>sistema de eliminação das possíveis interferências antes da identificação de uma</p><p>determinada espécie. Por isso, antes da identificação é necessário fazer um processo de</p><p>separação prévio, separando a espécie alvo da amostra, ou o interferente, dependendo da</p><p>conveniência e da complexidade da matriz (matriz: todos os constituintes da amostra com</p><p>exceção da espécie alvo).</p><p>Em uma análise de cátions a separação e identificação são feitas através de uma</p><p>marcha sistemática, que se baseia no princípio de separar os cátions o máximo possível,</p><p>17</p><p>para que não haja ação de interferentes, para posterior caracterização.</p><p>Primeiro os cátions são separados em grupos, tentando separar em um maior</p><p>número possível de grupos (menos espécies por grupo) e posteriormente utilizam-se</p><p>outros reagentes, promovendo uma marcha interna dentro de cada grupo com o intuito de</p><p>individualizar cada cátion, ou pelo menos separá-lo de seus possíveis interferentes para</p><p>que as reações de caracterização do cátion possam ser realizadas de forma adequada.</p><p>A separação é feita inicialmente em grupos de cátions a partir de determinada</p><p>característica que cada grupo apresenta através de um método de precipitação seletiva,</p><p>escolhendo-se o reagente adequado para proporcionar separações que possuam</p><p>seletividades distintas. Para eficácia deste processo sistemático se utiliza um método</p><p>de</p><p>precipitação inicial mais seletivo do que os subsequentes. Isso porque, se o processo fosse</p><p>ao contrário, todos os cátions precipitariam ao optar pelo método de precipitação menos</p><p>seletivo e não haveria separação. Posteriormente, promove-se um segundo processo de</p><p>separação e por fim identifica-se cada cátion.</p><p>Obs.: a seletividade é um termo aplicado a um método e não a um reagente (Boef et al.,</p><p>1983).</p><p>Na primeira etapa HCl diluído é adicionado para precipitar os cátions do Grupo I</p><p>na forma de seus respectivos cloretos. O HCl deve ser diluído pois, em excesso de Cl-</p><p>alguns desses cátions formam cloro complexos solúveis. Posteriormente, separa-se o</p><p>precipitado, através de centrifugação, de seu sobrenadante.</p><p>Continua-se a marcha de separação de grupos com o sobrenadante (o precipitado</p><p>contendo o Grupo I deve ser guardado para depois ser separado e caracterizado),</p><p>ajustando-se o pH para que a solução fique levemente ácida e ocorra a precipitação do</p><p>Grupo II na forma de seus respectivos sulfetos. O precipitado é formado pela adição</p><p>tioacetamida (TAA), que em solução forma S2-, HS- ou H2S, dependendo do pH do meio.</p><p>O meio deve estar ácido a fim de promover uma precipitação seletiva, precipitando</p><p>somente os sulfetos de menor solubilidade, permanecendo em solução os cátions que</p><p>poderiam precipitar na forma de sulfeto, porém, possuem uma solubilidade maior, e</p><p>precipitam em meio alcalino. Os equilíbrios a seguir mostram a influência do pH nas</p><p>quantidades de H2S e S2- que podem estar presentes no meio.</p><p>H2S(aq) + H2O(l) H3O</p><p>+</p><p>(aq) + HS-</p><p>(aq) Ka1= 9,1.10-8</p><p>HS-</p><p>(aq) + H2O(l) H3O</p><p>+</p><p>(aq) + S2-</p><p>(aq) Ka2 = 1,2.10-15</p><p>Obs.: O meio também não pode estar muito ácido, pois, se não a quantidade de sulfeto</p><p>18</p><p>presente não será suficiente nem para precipitar os sulfetos de menor solubilidade.</p><p>Posteriormente, coloca-se o sobrenadante em um béquer (para aumentar a</p><p>superfície de contato) para retirar o sulfeto presente na solução, adicionando HNO3 (é</p><p>sempre interessante adicionar HNO3 quando se quer acidificar o meio, pois todos os</p><p>nitratos são solúveis) e aquecendo na capela. O sulfeto irá sair da solução na forma de</p><p>H2S. A retirada do sulfeto é confirmada, colocando em cima do vapor da solução um papel</p><p>de filtro umedecido com acetato de chumbo. Na presença de H2S o papel ficará</p><p>preto/prateado devido a formação de PbS. A eliminação será completa quando o papel</p><p>permanecer branco. A liberação de H2S no meio causa um odor de ovo podre.</p><p>Caso o sulfeto não seja retirado do meio quando o pH for modificado haverá</p><p>precipitação Grupo IIIb. O Grupo IIIa não precipita na forma de sulfeto em meio básico,</p><p>pois, mesmo que os sulfetos fossem formados eles iriam sofrer hidrólise e os cátions</p><p>precipitariam na forma de seus hidróxidos.</p><p>Após a eliminação do sulfeto da amostra adiciona-se tampão amoniacal (NH4OH</p><p>/ NH4Cl) que possui pH perto de 10. Com isso ocorrerá a precipitação do Grupo IIIa na</p><p>forma de seus respectivos hidróxidos. O Grupo IIIb não irá precipitar, pois, a quantidade</p><p>de hidróxido presente não é suficiente para precipitar o Mn(OH)2 (precipitado branco</p><p>rosado que em contato com o ar gera o MnO2, precipitado marrom) e os demais cátions</p><p>deste grupo formam amino complexos. Deve-se tomar cuidado para primeiro solubilizar</p><p>o NH4Cl, para que o excesso do mesmo não interfira na análise e agitar bem o tubo, pois,</p><p>a formação de hidróxidos é mais rápida do que a formação de complexos, logo, pode se</p><p>formar hidróxidos do Grupo IIIb antes dos complexos solúveis dos mesmos serem</p><p>formados.</p><p>Separa-se o precipitado (Grupo IIIa) e ao sobrenadante adiciona-se tioacetamida</p><p>(TAA) que irá precipitar em meio alcalino, proveniente da etapa anterior. O meio deve</p><p>estar alcalino, pois, desta vez será feita a precipitação dos sulfetos de maior solubilidade</p><p>que não precipitaram em meio ácido devido à menor disponibilidade de sulfeto. Portanto,</p><p>alcaliniza-se o meio para aumentar a quantidade de sulfeto para que os cátions do Grupo</p><p>IIIb possam precipitar. Após a separação do precipitado deve-se retirar o sulfeto do</p><p>sobrenadante, seguindo o mesmo procedimento feito anteriormente com ácido nítrico.</p><p>Após a retirada de sulfeto adiciona-se novamente o tampão amoniacal e depois carbonato</p><p>de amônio para precipitar o Grupo IV na forma de seus respectivos carbonatos e leva-se</p><p>a aquecimento em banho-maria. O meio deve estar básico para que haja maior</p><p>19</p><p>concentração de carbonato, conforme os equilíbrios descritos:</p><p>H2CO3(aq) + H2O(l) H3O</p><p>+</p><p>(aq) + HCO3</p><p>-</p><p>(aq) Ka1= 4,2.10-7</p><p>HCO3</p><p>-</p><p>(aq) + H2O(l) H3O</p><p>+</p><p>(aq) + CO3</p><p>2-</p><p>(aq) Ka2 = 5,6.10-11</p><p>O Mg+2 também precipita na forma de carbonato, porém, como o meio é</p><p>amoniacal o mesmo não precipita, pois, na presença de NH4</p><p>+ a disponibilidade de</p><p>carbonato não é suficiente para a precipitação do Mg2+.</p><p>Posteriormente separa-se o precipitado do sobrenadante e o sobrenadante</p><p>contendo os cátions que não precipitaram nos grupos anteriores contém os cátions do</p><p>Grupo V, que são os cátions que não precipitam com nenhum reagente de grupo. Como</p><p>os cátions do grupo V não apresentam reagentes de grupo seus testes são feitos</p><p>diretamente no sobrenadante, utilizando alíquotas dos mesmos. Os cátions deste grupo</p><p>não interferem nos testes específicos um do outro. É importante observar que o NH4</p><p>+, um</p><p>dos cátions deste grupo, não pode ser analisado no sobrenadante, pois, durante a marcha</p><p>é adicionado o tempo todo NH4</p><p>+ à solução. Logo, se o teste for feito no sobrenadante ele</p><p>irá dar positivo mesmo na ausência do cátion na amostra original. Portanto, o cátion NH4</p><p>+</p><p>deve ser analisado na amostra original.</p><p>Obs.: não é porque os cátions do grupo V não interferem um no outro que eles não sofrem</p><p>interferência de outros cátions. É exatamente por poderem sofrer interferência que os</p><p>mesmos devem ser separados dos demais antes de analisados, logo, não podem ser</p><p>analisados na amostra original.</p><p>Obs.: Prestar atenção na cor das soluções e dos complexos, a cor também é uma</p><p>característica que pode fornecer muitas informações a respeito da análise.</p><p>20</p><p>Fluxograma da marcha geral para análise de cátions</p><p>21</p><p>REGRAS DE SOLUBILIDADE</p><p>A partir dos conceitos mostrados fazer os testes de solubilidades dos cátions Ag+,</p><p>Pb2+, Ba2+, Cu2+ e Na+ e observar seu comportamento frente às espécies adicionadas,</p><p>como formação ou não de precipitado, variação ou não de cor.</p><p>Adicionar em 5 tubos de ensaio, 5 gotas de soluções dos cátions Ag+, Pb2+, Ba2+,</p><p>Cu2+ e Na+.</p><p>Obs. 1: identificar os tubos para não haver troca.</p><p>Obs.2: cada ensaio será realizado nos 5 tubos contendo cada um dos cátions e descartado</p><p>depois de sua observação para realização do ensaio seguinte.</p><p>1) Adicionar 5 gotas de HCl diluído.</p><p>2) Adicionar 5 gotas de HNO3 diluído.</p><p>3) Adicionar 5 gotas de H2SO4 diluído.</p><p>4) Adicionar 5 gotas de HAc diluído.</p><p>5) Adicionar 5 gotas de tioacetamida (TAA), CH3CSNH2, e aquecer em banho-maria.</p><p>Obs.: Trabalhar na capela.</p><p>6) Adicionar 5 gotas de Na2CO3.</p><p>7) Adicionar 5 gotas de KI.</p><p>8) Adicionar 5 gotas de K2CrO4.</p><p>9) Adicionar 5 gotas de NaOH.</p><p>10) Adicionar de gota a gota, agitando com o bastão, 10 gotas da solução de NH4OH</p><p>diluído.</p><p>22</p><p>11) Com base nos testes anteriores, proponha um reagente para separação de:</p><p>a) Ag+ de Cu2+</p><p>b) Ag+ de Pb2+</p><p>c) Pb2+ de Cu2+</p><p>d) Cu2+ de Ba2+</p><p>Obs.3: Não se esqueça de anotar na tabela todos os resultados observados.</p><p>A partir destes conceitos serão realizados alguns ensaios dos cátions de rodos os</p><p>grupos com os reagentes utilizados em suas separações e identificações, para que assim</p><p>se possa correlacionar o comportamento destes cátions frente a estes reagentes,</p><p>possibilitando que possa ser planejado um meio de separá-los e identificá-los.</p><p>É importante ressaltar que estes ensaios serão realizados com padrões, porém, em</p><p>uma amostra</p><p>real para confirmação de uma determinada característica, é ideal que se faça</p><p>tanto teste com um padrão (ensaio positivo do padrão para que sua resposta possa ser</p><p>comparada com a resposta encontrada, controle positivo) e teste branco (teste com a</p><p>matriz e os reagentes, na ausência da espécie alvo, para que se possa verificar a diferença</p><p>entre a resposta positiva e a negativa).</p><p>23</p><p>Resultados da prática Regras de Solubilidade</p><p>HCl (d) HNO3 (d) H2SO4 (d) HAc (d) TAA Na2CO3 KI K2CrO4 NaOH</p><p>NH4OH</p><p>(d)</p><p>Ag+</p><p>Pb2+</p><p>Cu2+</p><p>Ba2+</p><p>Na+</p><p>24</p><p>REGRAS GERAIS DE SOLUBILIDADE (E. J. King)</p><p>Tabela 2: Regras de Solubilidade</p><p>Regras Exceções</p><p>Nitratos (NO3</p><p>-) e acetatos (Ac-) são</p><p>geralmente solúveis.</p><p>Acetato de prata é moderadamente</p><p>solúvel.</p><p>Cloretos (Cl-), Brometos (Br-), e Iodetos</p><p>(I-) são geralmente solúveis.</p><p>Haletos de Ag+, Pb2+, Hg2</p><p>2+ são pouco</p><p>solúveis.</p><p>Sulfatos (SO4</p><p>2-) são geralmente solúveis. PbSo4, SrSO4, BaSO4 são pouco solúveis.</p><p>CaSO4 e Hg2SO4 são moderadamente</p><p>solúveis.</p><p>Fluoretos (F-) são geralmente insolúveis. Fluoretos de metais alcalinos, NH4</p><p>+, Ag+,</p><p>Al3+, Sn2+ e Hg2</p><p>2+ são solúveis.</p><p>Carbonatos (CO3</p><p>2-) e sulfitos (SO3</p><p>2-) são</p><p>geralmente insolúveis.</p><p>Carbonatos e sulfitos de metais alcalinos</p><p>e de NH4</p><p>+ são solúveis.</p><p>Sulfetos (S2-) são geralmente insolúveis. Sulfetos de metais alcalinos e de NH4</p><p>+.</p><p>Sulfetos de alcalino-terrosos, Cr3+ e Al3+</p><p>são decompostos em água.</p><p>Hidróxidos (OH-) são geralmente</p><p>insolúveis.</p><p>Hidróxidos de metais alcalinos e de NH4</p><p>+</p><p>são solúveis. Hidróxidos de Ba2+, Sr2+ e</p><p>Ca2+ são moderadamente solúveis.</p><p>Compostos de metais alcalinos e de NH4</p><p>+</p><p>são geralmente solúveis.</p><p>NaZn(UO2)3(Ac)9 e K3Co(NO2)6 são</p><p>moderadamente solúveis.</p><p>25</p><p>CÁTIONS DO GRUPO I</p><p>Separação e identificação dos Cátions do grupo I:</p><p>O grupo I de cátions é formado pelos cátions Ag+, Pb2+ e Hg2</p><p>2+, que precipitam na</p><p>forma de cloretos. Para formação desse precipitado adiciona-se HCl diluído, pois em</p><p>excesso de Cl- alguns desses cátions formam cloro complexos solúveis. Após a</p><p>precipitação deve-se separar o precipitado do sobrenadante através de centrifugação. Ao</p><p>sobrenadante deve-se adicionar mais HCl para verificar se não há mais formação de</p><p>PbCl2, já que este é o cloreto mais solúvel dentre os cátions analisados, podendo</p><p>permanecer quantidade apreciável de Pb2+ em solução. Caso o Pb2+ permaneça em</p><p>solução, ele irá precipitar na forma de sulfeto (precipitado preto) junto com os cátions do</p><p>Grupo II, interferindo na análise do Grupo II.</p><p>Ao precipitado separado deve-se adicionar água quente (banho-maria). Como o</p><p>cloreto de chumbo possui maior solubilidade este irá se dissolver, podendo assim separá-</p><p>lo dos demais cátions, lembrando que a temperatura aumenta a solubilidade deste sal.</p><p>Após a adição da água deve-se separar o precipitado do sobrenadante através de</p><p>centrifugação. Ao precipitado deve-se adicionar solução de NH4OH diluída para</p><p>formação do amino complexo com a prata, solúvel e o precipitado formado a partir da</p><p>reação de oxirredução do mercuroso, podendo então estes dois cátions serem separados</p><p>por centrifugação. Após a separação dos cátions deve ser feita a caracterização dos</p><p>mesmos através de seus reagentes de caracterização.</p><p>Ensaios do grupo:</p><p>Adicionar a dois tubos de ensaio 5 gotas de Ag+, a outros dois, 5 gotas de Pb2+ e a outros</p><p>dois 5 gotas de Hg2</p><p>2+, totalizando de 6 tubos de ensaio. Nestes seis tubos adicionar 3 a 4</p><p>gotas de solução de HCl diluído em cada tubo e observar (aguardar 2 minutos para</p><p>precipitação completa). Centrifugar e separar o precipitado do sobrenadante. Dividir os</p><p>tubos em dois grupos, A e B, onde cada grupo deve conter um tubo com cada cátion.</p><p>a) Ao precipitado do grupo A adicionar 1 ml de água destilada quente e levar a</p><p>banho-maria. Agitar com o bastão. Verificar se ocorreu solubilização do precipitado.</p><p>b) Ao precipitado do grupo B adicionar NH4OH (d) e colocar em banho-maria.</p><p>Agitar com o bastão. Verificar se ocorreu solubilização do precipitado.</p><p>26</p><p>Ensaios específicos – identificação dos cátions:</p><p>1) Ag +, Pb2+ e Hg2</p><p>2+: Em três tubos de ensaio adicionar separadamente 5 gotas de solução</p><p>de Ag +, 5 gotas de solução de Pb2+ e 5 gotas de solução de Hg2</p><p>2+. Em seguida, adicionar</p><p>5 gotas de solução de K2CrO4. Centrifugar e separar o sobrenadante. Adicionar HNO3 (c),</p><p>agitar com o bastão e aquecer em banho-maria. Verificar se ocorreu solubilização do</p><p>precipitado.</p><p>2) Ag +, Pb2+ e Hg2</p><p>2+: Em três tubos de ensaio adicionar separadamente 5 gotas de solução</p><p>de Ag +, 5 gotas de solução de Pb2+ e 5 gotas de solução de Hg2</p><p>2+. Em seguida, adicionar</p><p>5 gotas de solução de KI. Centrifugar o tubo que contém a prata e separar o sobrenadante.</p><p>Adicionar NH4OH (c), agitar com o bastão e aquecer em banho-maria. Verificar se</p><p>ocorreu solubilização do precipitado.</p><p>Obs.: Não se esqueça de anotar na tabela todos os resultados observados.</p><p>27</p><p>Resultados do Grupo I</p><p>Ensaios do grupo Ensaios específicos</p><p>HCl (d)</p><p>Parte A + H2O</p><p>quente</p><p>Parte B +</p><p>NH4OH (c)</p><p>K2CrO4 (ppt 1)</p><p>Ppt 1 + HNO3</p><p>(c)</p><p>KI (ppt 2)</p><p>Ppt 2 + NH4OH</p><p>(c)</p><p>Ag+</p><p>Pb2+</p><p>Hg2</p><p>2+</p><p>28</p><p>Fluxograma marcha de separação dos cátions do grupo I</p><p>29</p><p>CÁTIONS DO GRUPO II</p><p>Separação e identificação dos Cátions do grupo II:</p><p>O Grupo II se trata de um universo grande de cátions contendo 10 elementos.</p><p>Neste curso serão abordados apenas os cátions Cu+2, Sn+2 e As+3, que precipitam na forma</p><p>de sulfetos em meio ácido. Muitos cátions podem precipitam na forma de sulfetos, porém,</p><p>pode-se modificar a seletividade dessa precipitação ajustando-se o pH do meio. Em meio</p><p>ácido diminui-se a concentração do íon S2- devido à formação de HS-, portanto, somente</p><p>os cátions que formam sulfetos com menor solubilidade irão precipitar em solução ácida,</p><p>tornando assim a precipitação mais seletiva. Em soluções alcalinas aumenta-se a</p><p>disponibilidade de S-2 no meio, fazendo com que mais sulfetos atinjam seu Kps e</p><p>precipitem, tornando a precipitação menos seletiva. Desta forma se pode separar os</p><p>cátions que precipitam na forma de sulfetos em dois grupos, os de menor solubilidade que</p><p>conseguem precipitar em meio ácido e posteriormente os de maior solubilidade que</p><p>precipitam em meio alcalino. Lembrando que para promover o processo de separação</p><p>deve-se efetuar primeiro a etapa mais seletiva.</p><p>Um fato importante que deve ser levado em consideração é que o pH deve ser</p><p>controlado, pois se o meio não for acidificado corretamente pode-se precipitar cátions que</p><p>não deveriam precipitar neste grupo ou não precipitar cátions que fazem parte do grupo</p><p>devido à baixa concentração de sulfeto presente.</p><p>Após a precipitação dos cátions na forma de seus sulfetos deve-se separar o</p><p>precipitado do sobrenadante através de centrifugação. Ao precipitado do Grupo II deve</p><p>ser adicionado polisulfeto de amônio, (NH4)2Sx em quantidade suficiente para cobrir o</p><p>precipitado, levar a aquecimento em banho-maria e agitar. Nos tubos em que o precipitado</p><p>tiver sido solubilizado, HCl (d) deve ser adicionado e a solução deve ser aquecida em</p><p>banho-maria. A solubilidade dos precipitados deve também ser avaliada em HNO3 diluído</p><p>com aquecimento. O comportamento do Sn2+ deve ser avaliado na presença de HgCl2 em</p><p>meio ácido. Já o Cu2+ é avaliado em solução contendo NH4OH (c).</p><p>Ensaios do grupo:</p><p>Adicionar a dois tubos de ensaio 5 gotas de Cu2+, a outros dois 5 gotas de Sn2+ e a outros</p><p>dois 5 gotas de As3+, totalizando de 6 tubos de ensaio. A estes 6 tubos adicionar NH4OH</p><p>(d), gota a gota, até a solução ficar levemente alcalina. Adicionar HCl (d), gota a gota, até</p><p>a solução ficar levemente ácida. Em seguida, adicionar 1 gota de HCl (d). Adicionar</p><p>3</p><p>30</p><p>gotas de solução de TAA em cada tubo e levar a banho-maria por 5 minutos no mínimo.</p><p>Centrifugar e separar o precipitado do sobrenadante e descartar a solução. Dividir os tubos</p><p>em dois grupos, A e B, onde cada grupo deve conter um tubo com cada cátion para serem</p><p>usados nos testes de identificação.</p><p>Ensaios específicos – identificação dos cátions:</p><p>1) Cu2+, Sn2+ e As3+: Ao precipitado do grupo A adicionar gotas de (NH4)2Sx, o suficiente</p><p>para cobrir o precipitado, e levar a banho-maria, agitando com o bastão.</p><p>a) Aos tubos onde ocorreram a solubilização do precipitado, adicionar HCl (d) até</p><p>que a solução esteja ácida. Aquecer novamente e deixar repousar.</p><p>b) Sn2+: Ao tubo que continha o precipitado de Sn, adicionar 10 gotas de HCl (c).</p><p>Agitar até dissolver. Aquecer para expulsar o H2S. Centrifugar (se houver precipitado) e</p><p>transferir o sobrenadante para outro tubo. Adicionar um prego de Fe limpo e aquecer por</p><p>4 a 5 minutos. Retirar o prego e adicionar HgCl2.</p><p>2) Cu2+, Sn2+ e As3+: Ao precipitado do grupo B adicionar HNO3 (d) o suficiente para</p><p>cobrir o precipitado, e levar a banho-maria por 2 a 3 minutos.</p><p>a) Cu2+: Ao tubo que continha o CuS, após a solubilização, aquecer a solução até</p><p>eliminar o H2S. Adicionar NH4OH (c) até que a solução esteja fortemente alcalina.</p><p>Obs.: Não se esqueça de anotar na tabela todos os resultados observados.</p><p>31</p><p>Resultados do Grupo II</p><p>Ensaios do grupo Ensaios específicos</p><p>TAA</p><p>Parte A + (NH4)2Sx</p><p>+ Δ</p><p>Solução obtida +</p><p>HCl (d) + Δ</p><p>HCl (c) + prego</p><p>+ Δ + HgCl2</p><p>Parte B + HNO3</p><p>(d) + Δ</p><p>Solução obtida +</p><p>NH4OH (c)</p><p>Cu2+</p><p>As3+</p><p>Sn2+</p><p>32</p><p>Fluxograma da marcha de separação dos cátions do grupo II</p><p>33</p><p>CÁTIONS DO GRUPO IIIa</p><p>Separação e identificação dos Cátions do grupo IIIa:</p><p>O grupo IIIa de cátions é formado pelos cátions Al3+, Cr3+ e Fe3+, que precipitam</p><p>na forma de hidróxidos. Adiciona-se a solução contendo os cátions e tampão amoniacal</p><p>(NH4OH / NH4Cl) que possui pH perto de 10. Com isso irá ocorrer a precipitação do</p><p>grupo IIIa na forma de seus respectivos hidróxidos. O grupo IIIb não irá precipitar, pois,</p><p>a quantidade de hidróxido presente não é suficiente para precipitar o Mn(OH)2 e os</p><p>demais cátions deste grupo formam amino complexos. Deve-se tomar cuidado para</p><p>primeiro solubilizar o NH4Cl, para que o excesso do mesmo não interfira na análise e</p><p>agitar bem a solução, pois, a formação de hidróxidos é mais rápida do que a formação de</p><p>complexos, logo, pode se formar hidróxidos do grupo IIIb antes dos complexos solúveis</p><p>dos mesmos serem formados.</p><p>O princípio do reagente desse grupo é o uso de um tampão, solução em que a</p><p>concentração de íons H+ e OH- tende a se manter praticamente constante, ou seja, tende a</p><p>manter a faixa de pH fixa. Soluções tampões são normalmente formadas por uma</p><p>combinação de um ácido fraco (doador de próton) e seu respectivo sal, sua base conjugada</p><p>(aceitador de próton), ou uma base fraca e seu ácido conjugado. As substâncias utilizadas</p><p>para formar tampões são escolhidas de acordo com a faixa de pH que se pretende manter.</p><p>Ex: NH4OH NH4</p><p>+ + OH- (dissociação)</p><p>Adicionando-se NH4Cl</p><p>NH4Cl NH4</p><p>+ + Cl- (dissociação)</p><p>O cátion NH4</p><p>+ é produzido nas duas reações, porém como só a segunda é um</p><p>eletrólito forte, o NH4</p><p>+ encontrado em solução é praticamente o NH4</p><p>+ produzido na</p><p>segunda reação, já que a quantidade da primeira em relação a segunda será irrelevante.</p><p>Se adicionamos quantidades iguais da base e seu ácido conjugado formamos uma solução</p><p>tampão.</p><p>Escrevendo a constante de equilíbrio (K) para a dissociação da base NH4OH:</p><p>K= [NH4</p><p>+][OH-] / [NH4OH]</p><p>[OH-] = K [NH4OH] / [NH4</p><p>+]</p><p>34</p><p>Se [NH4</p><p>+]=Cs (concentração inicial do sal)</p><p>Se a concentração de OH- proveniente da água é desprezível pode-se dizer que:</p><p>[NH4OH] = Ca - [OH-]</p><p>Se K é pequeno ao ponto de se considerar que Ca - [OH-]= Ca; então [NH4OH] = Ca</p><p>Sendo Ca a concentração analítica inicial.</p><p>pH = pK - log[NH4OH] / [NH4</p><p>+]</p><p>pH = pK – log Ca/Cs</p><p>E caso [NH4</p><p>+]=[ NH4OH], então, -log[HAc] / [Ac-]=0</p><p>pH=pK</p><p>Porém, uma solução tampão não segura o pH indefinidamente, existe um limite</p><p>de ácido ou base que se pode colocar na solução até ela perder seu efeito tamponante,</p><p>esse limite é dado pela concentração do ácido e sua base conjugada, no caso de um tampão</p><p>ácido, no caso do tampão básico o limite é dado pela concentração da base e seu ácido</p><p>conjugado. O efeito tamponante, assim como outros princípios de equilíbrios são</p><p>fundamentais para uma boa separação sem a ocorrência de erros sistemáticos.</p><p>A formação dos precipitados desse grupo, é avaliada em solução fortemente</p><p>alcalina (NH4OH (d) + NaOH) e em meio tamponado (NH4Cl(s) / NH4OH (d)).</p><p>Ensaios do grupo:</p><p>1) Adicionar 10 gotas de cada uma das soluções de Fe3+, Al3+, Cr3+, separadamente a três</p><p>tubos de ensaio. Adicionar NH4OH (d) gota a gota. Agitar com o bastão e observar. Juntar</p><p>gotas de NaOH 6 mol L-1. Agitar.</p><p>2) Adicionar 5 gotas de cada uma das soluções de Fe3+, Al3+, Cr3+, separadamente a três</p><p>tubos de ensaio. Juntar pequena porção de NH4Cl(s). Agitar com bastão até dissolver.</p><p>Adicionar gota a gota NH4OH (d) até que a solução fique alcalina. Agitar com bastão.</p><p>35</p><p>Ensaios específicos – identificação dos cátions:</p><p>1) Fe3+: Em um tubo de ensaio adicionar 5 gotas de solução de Fe 3+. Posteriormente</p><p>adicionar 5 gotas de solução de K4[Fe(CN)6].</p><p>2) Fe3+: Em um tubo de ensaio adicionar 5 gotas de solução de Fe 3+. Posteriormente</p><p>adicionar 5 gotas de solução de NH4SCN.</p><p>3) Cr3+: Em um tubo de ensaio adicionar 6 gotas e Cr3+, juntar NaOH até que a solução</p><p>fique alcalina e em seguida adicionar 5 gotas de H2O2. Adicionar algumas gotas de água</p><p>destilada e aquecer no banho-maria. Acidificar a solução com HAc (d) e juntar gotas de</p><p>Pb(Ac)2. Agitar e observar.</p><p>4) Al3+: Em um tubo de ensaio adicionar 5 gotas de solução de Al3+. Posteriormente</p><p>adicionar 3 gotas de NH4Cl, 5 gotas de solução de Aluminon e 3 gotas de NH4OH (d).</p><p>Agitar e observar.</p><p>Obs.: Não se esqueça de anotar na tabela todos os resultados observados.</p><p>36</p><p>Resultados do Grupo IIIa</p><p>Ensaios do grupo Ensaios específicos</p><p>NH4OH (d) NaOH</p><p>NH4Cl(s) +</p><p>NH4OH (d)</p><p>K4[Fe(CN)6] NH4SCN</p><p>NaOH + H2O2 +</p><p>Pb(Ac)2</p><p>NH4Cl +</p><p>Aluminon +</p><p>NH4OH (d)</p><p>Fe3+</p><p>Al3+</p><p>Cr3+</p><p>37</p><p>Fluxograma da marcha de separação dos cátions do grupo IIIa</p><p>38</p><p>CÁTIONS DO GRUPO IIIb</p><p>Separação e identificação dos cátions do grupo IIIb:</p><p>O grupo IIIb é formado pelos cátions Ni2+; Mn2+ e Co2+ que precipitam na forma</p><p>de sulfetos em meio básico. Nesse grupo, utiliza-se um tampão amoniacal, já que em meio</p><p>básico a reação de formação do sulfeto é favorecida e possibilita que o produto iônico</p><p>entre o cátion e o sulfeto atinja valor acima do Kps, formando o precipitado.</p><p>A formação dos precipitados desse grupo, é avaliada em solução fortemente</p><p>alcalina (NH4OH (d) + NaOH) e em meio tamponado (NH4Cl(s) / NH4OH (d)) na ausência</p><p>e presença de TAA.</p><p>Ensaios do grupo:</p><p>1) Adicionar 10 gotas de cada uma das soluções de Co2+, Ni2+, Mn2+, separadamente a</p><p>três tubos de ensaio. Adicionar NH4OH (d) gota a gota. Agitar com o bastão e observar.</p><p>Juntar gotas de NaOH 6 mol L-1. Agitar.</p><p>2) Adicionar 5 gotas de cada uma das soluções de Co2+, Ni2+, Mn2+, separadamente a três</p><p>tubos de ensaio. Juntar pequena porção de NH4Cl(s). Agitar com bastão até dissolver.</p><p>Adicionar gota a gota NH4OH (d) até que a solução fique alcalina. Adicionar de 3 a 4</p><p>gotas de TAA. Aquecer em banho-maria a 100oC por 5 minutos no mínimo. Centrifugar</p><p>e jogar fora o sobrenadante. Adicionar aos precipitados HNO3 (c) em quantidade</p><p>suficiente para cobri-los. Agitar e observar. Se necessário aquecer.</p><p>Ensaios específicos – identificação dos cátions:</p><p>1) Mn2+: Adicionar 5 gotas da solução de Mn2+ em um tubo de ensaio e em seguida</p><p>adicionar gotas de HNO3 (c), água destilada e um pouco de NaBiO3(s). Observar a cor da</p><p>solução.</p><p>2) Ni2+: Adicionar 5 gotas de Ni2+ em um tubo de ensaio, juntar 5 gotas de dimetilglioxima</p><p>(DMG) e 5 gotas de NH4OH (d). Observar.</p><p>3) Co2+: Adicionar 5 gotas da solução de Co2+ em um tubo de ensaio. Juntar 1 gota de</p><p>HAc (c), 1 gota de NH4SCN e 5 gotas de acetona.</p><p>Obs.: Não se esqueça de anotar na tabela todos os resultados observados.</p><p>39</p><p>Resultados do Grupo IIIb</p><p>Ensaios do grupo Ensaios específicos</p><p>NH4OH (d) NaOH</p><p>NH4Cl(s) +</p><p>NH4OH (d)</p><p>TAA</p><p>Ppt + HNO3</p><p>(c)</p><p>HNO3 (c) +</p><p>NaBiO3</p><p>DMG +</p><p>NH4OH (d)</p><p>HAc (c) +</p><p>NH4SCN +</p><p>acetona</p><p>Co2+</p><p>Ni2+</p><p>Mn2+</p><p>40</p><p>Fluxograma da marcha de separação dos cátions do grupo IIIb</p><p>41</p><p>CÁTIONS DO GRUPO IV</p><p>Separação e identificação dos Cátions do grupo IV:</p><p>O grupo IV de cátions é formado pelos cátions Ca2+, Ba2+ e Sr2+, que precipitam</p><p>na forma de carbonatos. Para formação desse precipitado adiciona-se o tampão amoniacal</p><p>(NH4</p><p>+/NH3, pH aproximadamente 10) e depois carbonato de amônio para precipitar o</p><p>grupo IV na forma de seus respectivos carbonatos e leva-se a aquecimento em banho-</p><p>maria, a precipitação começa a ocorrer a frio, mas só é total a quente.</p><p>A formação dos precipitados desse grupo, na forma de carbonatos é avaliada em</p><p>solução tamponada e não tamponada, enquanto que a formação de precipitados com</p><p>cromato/dicromato é avaliada em meio alcalino e próximo a neutro. A solubilidade de</p><p>todos os precipitados é testada com ácido acético.</p><p>ATENÇÃO: A maioria dos testes para o cátion Mg2+, que pertence ao grupo V, foi</p><p>colocada juntamente com os testes para o grupo IV pois são os mesmos. No entanto,</p><p>preste atenção que para preencher os resultados observados para o Mg2+, deve-se ir para</p><p>a página 43, na tabela referente ao grupo V.</p><p>Ensaios do grupo:</p><p>1) Adicionar separadamente em tubos de ensaio 5 gotas de Ca2+, 5 gotas de Ba2+, 5 gotas</p><p>de Sr2+ e 5 gotas de Mg2+. A estes três tubos adicionar solução de (NH4)2CO3.</p><p>2) Adicionar separadamente em tubos de ensaio 5 gotas de Ca2+, 5 gotas de Ba2+, 5 gotas</p><p>de Sr2+ e 5 gotas de Mg2+ e adicionar NH4Cl(s). Agitar para dissolver. Adicionar NH4OH</p><p>gota a gota até que a solução fique alcalina. Em seguida, adicionar 5 gotas de (NH4)2CO3.</p><p>Centrifugar e descartar o sobrenadante. Adicionar algumas gotas de HAc (d). Agitar com</p><p>o bastão.</p><p>Ensaios específicos – identificação dos cátions:</p><p>1) Ca2+, Ba2 Sr2+ e Mg2+: Aos tubos do ensaio anterior (ensaio 2 do grupo), adicionar 5</p><p>gotas de (NH4)2SO4. Agitar. Observar.</p><p>2) Ca2+, Ba2+, Sr2+ e Mg2+: Adicionar separadamente em tubos de ensaio 5 gotas de Ca2+,</p><p>5 gotas de Ba2+, 5 gotas de Sr2+ e 5 gotas de Mg2+ e adicionar 5 gotas de K2Cr2O7. Agitar.</p><p>42</p><p>Observar. Em seguida, adicionar NH4OH gota a gota até que a solução fique alcalina.</p><p>Agitar com o bastão (se precisar aqueça), centrifugue e descarte o sobrenadante.</p><p>Adicionar 15 gotas de HAc (d) e aquecer em banho-maria agitando com o bastão.</p><p>3) Ca2+, Ba2+ e Sr2+: Adicionar separadamente em tubos de ensaio 5 gotas de Ca2+, 5</p><p>gotas de Ba2+ e 5 gotas de Sr2+ e adicionar 5 gotas NH4OH gota a gota até que as soluções</p><p>fiquem alcalinas. Em seguida, adicionar 5 gotas de (NH4)2C2O4. Centrifugue e descarte o</p><p>sobrenadante. Adicionar gotas de HAc (d) e observar.</p><p>Obs.: Não se esqueça de anotar na tabela todos os resultados observados.</p><p>43</p><p>Tabela de resultados do Grupo IV</p><p>Ensaios do grupo Ensaios específicos</p><p>(NH4)2CO3</p><p>NH4Cl(s) +</p><p>NH4OH (d)</p><p>+</p><p>(NH4)2CO3</p><p>Ppt + HAc</p><p>(d)</p><p>(NH4)2SO4 K2Cr2O7</p><p>K2Cr2O7 +</p><p>NH4OH (d)</p><p>Ppt + HAc</p><p>(d)</p><p>(NH4)2C2O4+</p><p>NH4OH (d)</p><p>Ppt + HAc</p><p>(d)</p><p>Ba2+</p><p>Sr2+</p><p>Ca2+</p><p>44</p><p>Fluxograma da marcha de separação dos cátions do grupo IV</p><p>45</p><p>CÁTIONS DO GRUPO V</p><p>Identificação dos Cátions do grupo V:</p><p>Os cátions do Grupo V não precipitam com nenhum reagente de grupo. Os cátions</p><p>deste grupo não interferem nos testes específicos um do outro. É importante observar que</p><p>o NH4</p><p>+, um dos cátions deste grupo, não pode ser analisado no sobrenadante, pois,</p><p>durante a marcha é adicionado o tempo todo NH4</p><p>+ à solução. Logo, se o teste for feito no</p><p>sobrenadante ele irá dar positivo mesmo na ausência do cátion na amostra original.</p><p>Portanto, o cátion NH4</p><p>+ deve ser analisado na amostra original.</p><p>Ensaios específicos – identificação dos cátions:</p><p>1) Mg2+: Em um tubo de ensaio adicionar 3 gotas de solução de Mg2+, juntar 3 a 4 gotas</p><p>de água destilada e 5 gotas de Magneson (p-nitrobenzenoazoresorcinol). Adicionar NaOH</p><p>até que a solução fique fortemente alcalina. Agitar e centrifugar. Observar a formação de</p><p>uma laca azul.</p><p>a) Comparar o resultado com um ensaio em branco (mesmo procedimento</p><p>anterior, sem adicionar o Mg2+).</p><p>2) Na+, K+ e NH4</p><p>+: Adicionar separadamente em seis tubos de ensaio 10 gotas de Na+,</p><p>10 gotas de K+ e 10 gotas de NH4</p><p>+. Dividir os tubos em dois grupos, A e B, onde cada</p><p>grupo deve conter um tubo com cada cátion.</p><p>a) No grupo A, adicionar 5 gotas de HClO4 (NÃO AQUECER). Agitar</p><p>vigorosamente com bastão de vidro, atritando as paredes dos tubos de ensaio. Aos tubos</p><p>que formaram precipitado adicionar água e observar.</p><p>b) No grupo B, adicionar 5 gotas de ácido pícrico. Agitar vigorosamente com</p><p>bastão de vidro, atritando as paredes dos tubos de ensaio.</p><p>3) Na+: Em um tubo de ensaio, adicionar 5 gotas da solução de Na+ (neutra ou</p><p>ligeiramente ácida), em seguida adicionar 5 gotas de uranil-acetato de zinco</p><p>(Zn(UO2)3Ac8) e 10 gotas de álcool etílico. Atrite as paredes dos tubos de ensaio.</p><p>4) NH4</p><p>+: Pegar um vidro de relógio limpo e prender na superfície inferior um pedaço de</p><p>papel de tornassol rosa, umedecido em água destilada. Num béquer pequeno, adicionar</p><p>46</p><p>20 gotas da solução de NH4</p><p>+ e 20 gotas de NaOH. Tampar imediatamente o béquer com</p><p>o vidro de relógio. Observar a mudança de cor do papel.</p><p>Obs.1: O teste não será válido se a solução do béquer respingar no vidro de relógio.</p><p>Obs.2: Não se esqueça de anotar na tabela todos os resultados observados.</p><p>47</p><p>Resultados do Grupo V</p><p>(NH4)2CO3</p><p>NH4Cl(s) +</p><p>NH4OH</p><p>(d) +</p><p>(NH4)2CO3</p><p>Ppt +</p><p>HAc</p><p>(d)</p><p>(NH4)2SO4 K2Cr2O7</p><p>K2Cr2O7</p><p>+</p><p>NH4OH</p><p>(d)</p><p>Ppt +</p><p>HAc</p><p>(d)</p><p>Magneson HClO4</p><p>HClO4</p><p>+ H2O</p><p>Ácido</p><p>pícrico</p><p>Uranil-</p><p>acetato</p><p>de Zn</p><p>Mg2+</p><p>Na+</p><p>K+</p><p>NH4</p><p>+</p><p>48</p><p>PARTE II – ANÁLISE DE ÂNIONS</p><p>Identificação e caracterização de ânions:</p><p>Diferente dos cátions, os ânions não são separados para serem identificados. Eles</p><p>apenas são classificados de acordo com sua reatividade e quanto ao caráter redox. Depois</p><p>de comparar as respostas desses dois testes restringe-se a possibilidade de ânions dentro</p><p>do universo de possibilidades e faz-se o(s) teste(s) de confirmação para o(s) ânion(s)</p><p>possível(is) a fim de se determinar o ânion presente.</p><p>Os ânions são classificados em quatro grupos quanto a sua reatividade:</p><p>Grupo 1  Grupo dos voláteis: ânions que formam gás em meio ácido. O teste é feito</p><p>adicionando-se HCl.</p><p>Grupo 2  Grupo bário e cálcio: ânions que precipitam em meio levemente alcalino na</p><p>forma de sais de bário e/ou cálcio.</p><p>Grupo 3  Grupo da prata: ânions que precipitam na forma de sais de prata em meio</p><p>ácido (HNO3). No meio já acidificado adiciona-se AgNO3.</p><p>Grupo 4  Grupo dos solúveis: ânions que não pertencem a nenhum dos grupos</p><p>anteriores.</p><p>Caráter redox dos ânions:</p><p>As reações de oxidação eram inicialmente reações em que havia ganho de</p><p>oxigênio. Como segundo elemento mais eletronegativo</p><p>da tabela periódica, o oxigênio</p><p>tende a atrair o(s) elétron(s) dos demais átomos, fazendo com que estes percam seus</p><p>elétrons e se oxidem. E os redutores eram classificados como receptores de hidrogênio,</p><p>que ganhavam elétron(s). Mais tarde esse conceito se ampliou e oxidação passou a ser a</p><p>perda de elétron(s) e redução o ganho de elétron(s), tornando-se um conceito mais amplo.</p><p>Reações de redox constituem um sistema cooperativo, para haver uma oxidação</p><p>(perda de elétron) é necessário que haja uma redução (ganho de elétron). Logo, a</p><p>quantidade de elétron(s) recebida por uma espécie tem que ser a mesma doada por outra.</p><p>Nesse tipo de reação existe os termos agente redutor, ou redutor, e agente oxidante,</p><p>ou oxidante. O agente redutor é aquele que promove a redução de uma espécie, ou seja,</p><p>doa elétrons para uma espécie, para isso ele precisa perder elétrons, logo agente redutor</p><p>49</p><p>é aquele que se oxida. Do mesmo modo agente oxidante é aquele que promove oxidação</p><p>de uma espécie, ou seja, retira elétrons de uma espécie, ficando com estes elétrons para</p><p>si, ou seja, se reduzindo. Dessa forma, o caráter redox de um ânion é avaliado de acordo</p><p>com seu poder de reduzir ou oxidar outra espécie.</p><p>O teste redox para ânions é feito adicionando-se em uma placa de toque a solução</p><p>contendo o ânion em dois spots e um agente redutor (KI amidonado) a um dos spots e um</p><p>agente oxidante a outro (permanganato de potássio em meio ácido).</p><p>Reação de redução do agente oxidante (determina o caráter redutor):</p><p>MnO4</p><p>- + 8H+ + 5e- Mn+2 + 4H2O</p><p>A solução de permanganato é roxa e quando essa reação ocorre gera o cátion Mn+2</p><p>incolor. Desta forma, um resultado positivo para esse teste se dá pela descoloração da</p><p>solução.</p><p>Deve-se certificar que o meio está ácido, pois caso ao contrário, em vez do</p><p>descoramento da reação, devido a formação do Mn2+, haverá a formação de um sólido</p><p>marrom, MnO2.</p><p>Reação de oxidação do agente redutor (determina o caráter oxidante):</p><p>2I- I2 + 2e-</p><p>O I2 gerado se complexa com amido presente no reagente fazendo com que a</p><p>solução fique azul. Desta forma, um resultado positivo para esse teste se dá pelo</p><p>aparecimento da cor azul na solução.</p><p>Cuidado para não usar a solução de KI sem amido. O amido junto à espécie</p><p>oxidada é responsável pela coloração, na ausência dele não há formação do complexo,</p><p>gerando um falso negativo.</p><p>No teste com KI amidonado a variação de coloração para azul deve ser imediata,</p><p>pois soluções ácidas de iodeto podem facilmente ser oxidadas pelo oxigênio do ar e, com</p><p>o passar do tempo, pode-se observar uma coloração azul após um certo tempo de reação,</p><p>resultando em um falso positivo.</p><p>No caso de soluções onde se tem mais de um ânion presente deve-se lembrar de</p><p>que não podem estar presentes ânions com características opostas, pois os mesmos iriam</p><p>reagir entre si. Portanto as combinações possíveis no caso de mistura de ânions são:</p><p>Oxidante com indiferente</p><p>Redutor com indiferente</p><p>Oxidante e redutor com indiferente</p><p>Indiferente com indiferente</p><p>50</p><p>IDENTIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE ÂNIONS</p><p>GRUPO DOS VOLÁTEIS</p><p>Os ânions do grupo volátil são aqueles que liberam gases quando reagem com HCl</p><p>(d). Estes ânions devem ser analisados na amostra original, uma vez que a utilização de</p><p>ácidos nos procedimentos seguintes poderá destruir o processo. A Tabela 3 mostra os</p><p>ânions do grupo volátil e seus produtos.</p><p>Tabela 3: ânions do grupo volátil e seus produtos</p><p>Ânion Produtos</p><p>Carbonato (CO3</p><p>2-) CO2</p><p>Sulfito (SO3</p><p>2-) SO2</p><p>Tiossulfato (S2O3</p><p>2-) SO2 + S (ppt amarelo)</p><p>Sulfeto (S2-) H2S</p><p>Cianeto (CN-) HCN</p><p>Nitrito (NO2</p><p>-) NO2 + NO</p><p>Hipoclorito (ClO-) Cl2</p><p>Ensaios do caráter redox:</p><p>1) Colocar uma gota de solução de KMnO4 na placa de toque, acidificar o meio com</p><p>H2SO4 (d) e adicionar uma gota de CO3</p><p>2-. Repetir o procedimento para os ânions SO3</p><p>2-,</p><p>S2O3</p><p>2-, NO2</p><p>- ClO-.</p><p>2) Colocar uma gota de solução de KI amidonado na placa de toque, acidificar o meio</p><p>com HCl (d) e adicionar uma gota de CO3</p><p>2-. Repetir o procedimento para os ânions SO3</p><p>2-</p><p>, S2O3</p><p>2-, NO2</p><p>- ClO-.</p><p>3) Umedecer um pedaço de papel de filtro com solução de KI amidonado e outro com</p><p>solução de KIO3 amidonado. Colocar em dois tubos de ensaio 10 gotas de solução de</p><p>CO3</p><p>2- e 4 gotas de HCl (d). Tampar imediatamente cada tubo com um dos papeis e aquecer</p><p>os tubos em banho-maria. Observar se aparece uma mancha azul escura no papel. Repetir</p><p>o procedimento para os ânions SO3</p><p>2-, S2O3</p><p>2-, NO2</p><p>- ClO-.</p><p>51</p><p>Ensaios específicos – identificação dos ânions (fazer no tubo de ensaio):</p><p>1) CO3</p><p>2-: Colocar 20 gotas da solução contendo carbonato em um tubo micro gerador de</p><p>gás (tubo A), conectar o mesmo a um tubo de ensaio (tubo B) contendo 20 gotas de</p><p>Ba(OH)2. Ao micro gerador adicionar zinco metálico e HCl (d) e fechá-lo rapidamente.</p><p>a) Centrifugar o precipitado do tubo B e descartar o sobrenadante. Verificar a</p><p>solubilidade do precipitado em ácido acético.</p><p>2) SO3</p><p>2-: Adicionar a um tubo de ensaio 2 gotas de K2Cr2O7, 2 gotas de H2SO4 (d) e 20</p><p>gotas de SO3</p><p>2- .</p><p>3) SO3</p><p>2-: Adicionar AgNO3 a 10 gotas da solução de SO3</p><p>2- até a formação de precipitado</p><p>branco. Depois adicionar excesso de solução de SO3</p><p>2- e colocar em banho-maria até o</p><p>desaparecimento do precipitado. Aquecer a solução até a fervura em banho-maria.</p><p>4) S2O3</p><p>2-: Adicionar 5 gotas de solução de S2O3</p><p>2- e 5 gotas de AgNO3.</p><p>5) NO2</p><p>-: Em um tubo de ensaio contendo 20 gotas de solução concentrada de FeSO4</p><p>recém preparada em H2SO4 (d), adicionar lentamente pela parede do tubo inclinado uma</p><p>solução contendo NO2</p><p>-.</p><p>6) NO2</p><p>-: Na placa de toque adicionar 1 gota da solução de NO2</p><p>-(neutra ou ácida), 1 gota</p><p>da solução de ácido sulfanílico e 1 gota da solução de alfa-naftilamina.</p><p>7) ClO-: Adicionar em um tubo de ensaio10 gotas de solução de ClO-, 5 gotas de</p><p>Pb(AcO)2 e colocar em banho-maria.</p><p>8) ClO-: Adicionar em um tubo de ensaio10 de solução de ClO- e 5 gotas de solução de</p><p>Co(NO3)2.</p><p>Obs.: Não se esqueça de anotar na tabela todos os resultados observados.</p><p>52</p><p>Resultados do Grupo Volátil</p><p>Caráter redox</p><p>Ensaios específicos Placa de Toque Tubo de Ensaio</p><p>Caráter</p><p>KMnO4 KI amidonado KIO3 amidonado KI amidonado</p><p>CO3</p><p>2-</p><p>SO3</p><p>2-</p><p>S2O3</p><p>2-</p><p>NO2</p><p>-</p><p>ClO-</p><p>53</p><p>GRUPO BÁRIO E CÁLCIO</p><p>Pertencem a este grupo os ânions que formam precipitados por reação com</p><p>solução de Ba(NO)3 e/ou Ca(NO)3 em meio levemente alcalino: F-, SO4</p><p>2-, PO4</p><p>3-, AsO4</p><p>3-,</p><p>AsO3</p><p>3-, C2O4</p><p>2-, SiO3</p><p>2-, BO3</p><p>3-.</p><p>Ensaios do caráter redox (fazer na placa de toque)</p><p>1) Colocar uma gota de solução de KMnO4 na placa de toque, acidificar o meio com</p><p>H2SO4 (d) e adicionar uma gota de F-. Repetir o procedimento para os ânions SO4</p><p>2-, PO4</p><p>3-</p><p>, AsO4</p><p>3- e C2O4</p><p>2-.</p><p>a) Para o ânion C2O4</p><p>2- fazer o teste com KMnO4 também a quente em tubo de</p><p>ensaio.</p><p>2) Colocar uma gota de solução de KI amidonado na placa de toque, acidificar o meio</p><p>com HCl (d) e adicionar uma gota de F-. Repetir o procedimento para os ânions SO4</p><p>2-,</p><p>PO4</p><p>3-, AsO4</p><p>3- e C2O4</p><p>2-.</p><p>Ensaios do grupo (fazer no tubo de ensaio):</p><p>F-, SO4</p><p>2-, PO4</p><p>3-, AsO4</p><p>3- e C2O4</p><p>2-: Adicionar 10 gotas da solução de cada ânion</p><p>separadamente em 10 tubos de ensaio (cada ânion será colocado em 2 tubos de ensaio).</p><p>Alcalinizar levemente com NH4OH (d). Juntar algumas gotas das soluções de Ba(NO3)2</p><p>em 5 tubos e algumas gotas de Ca(NO3)2 nos outros 5 tubos, de forma que cada ânion seja</p><p>testado tanto com o Ba(NO3)2 como com o Ca(NO3)2. Aquecer e deixar repousar por um</p><p>tempo.</p><p>Ensaios específicos – identificação dos ânions (fazer no tubo de ensaio):</p><p>1) F-: Adicionar na placa de toque 1 gota de cloreto de zircônila (ZrOCl2), de alizarina-S</p><p>e de HCl (d). Depois adicionar 1 gota de solução de F-.</p><p>2) SO4</p><p>2-: Adicionar 5 gotas</p><p>de solução de Ba(NO3)2 e 5 gotas de solução de SO4</p><p>2- a um</p><p>tubo de ensaio. Centrifugar e descartar o sobrenadante. Adicionar 15 gotas de HCl (c) ou</p><p>54</p><p>de HNO3 (c). Agitar e aquecer em banho-maria.</p><p>3) PO4</p><p>3-: Adicionar a um tubo de ensaio 5 gotas de solução de PO4</p><p>3-, HNO3 (c) e</p><p>(NH4)2MoO4, ambos em excesso. Agitar e aquecer em banho-maria a 40oC.</p><p>4) AsO4</p><p>3-: Adicionar a um tubo de ensaio 5 gotas de solução de AsO4</p><p>3-, HNO3 (c) e</p><p>(NH4)2MoO4, ambos em excesso. Agitar e aquecer em banho-maria a 100oC.</p><p>5) AsO4</p><p>3-: Adicionar a um tubo de ensaio 5 gotas de solução de AsO4</p><p>3- e 5 gotas de</p><p>solução de AgNO3.</p><p>6) C2O4</p><p>2-: Adicionar em um tubo de ensaio 4 gotas de solução de C2O4</p><p>2-, 3 gotas de</p><p>solução de Ca(NO3)2 e agitar. Centrifugar o precipitado e separá-lo do sobrenadante. Ao</p><p>precipitado adicionar 5 gotas de H2SO4 (d), 10 gotas de água destilada e aquecer em</p><p>banho-maria com agitação até a solubilização total do precipitado. Adicionar à solução</p><p>resultante, ainda quente, gota a gota de KMnO4 com agitação até que a solução permaneça</p><p>rosa. Se a solução permanecer rosa após a primeira gota significa que a solução está</p><p>ausente de oxalato (a descoloração da solução na primeira gota pode demorar até 30</p><p>segundos, as seguintes são mais rápidas se o oxalato estiver presente)</p><p>Obs.: Não se esqueça de anotar na tabela todos os resultados observados.</p><p>55</p><p>Resultados do Grupo Bário e Cálcio</p><p>Caráter redox Ensaios do Grupo</p><p>Ensaios específicos</p><p>KMnO4 KI amidonado Caráter Ba(NO3)2 Ca(NO3)2</p><p>F-</p><p>SO4</p><p>2-</p><p>PO4</p><p>3-</p><p>AsO4</p><p>3-</p><p>C2O4</p><p>2-</p><p>Placa</p><p>Tubo</p><p>56</p><p>GRUPO DA PRATA</p><p>Os ânions desse grupo formam precipitados por reação com AgNO3, em meio de</p><p>HNO3 (d). São eles: Cl-, Br-, I-, SCN-, Fe(CN)6</p><p>4- (ferrocianeto) e Fe(CN)6</p><p>3- (ferricianeto).</p><p>Ensaios do caráter redox (fazer na placa de toque)</p><p>1) Colocar uma gota de solução de KMnO4 na placa de toque, acidificar o meio com</p><p>H2SO4 (d) e adicionar uma gota de Cl-. Repetir o procedimento para os ânions Br-, I- e</p><p>SCN-.</p><p>2) Colocar uma gota de solução de KI amidonado na placa de toque, acidificar o meio</p><p>com HCl (d) e adicionar uma gota de Cl-. Repetir o procedimento para os ânions Br-, I- e</p><p>SCN-.</p><p>Ensaios do grupo (fazer no tubo de ensaio):</p><p>Cl-, Br-, I- e SCN-: Adicionar 10 gotas da solução de cada ânion separadamente em 4 tubos</p><p>de ensaio. Em seguida adicionar gotas de AgNO3 e 2 gotas de HNO3 (d).</p><p>Ensaios específicos – identificação dos ânions (fazer no tubo de ensaio):</p><p>1) Cl-: Adicionar a um tubo de ensaio 10 gotas de solução de Cl- com 5 gotas de AgNO3,</p><p>centrifugar e separar o precipitado. Adicionar solução de NH4OH (d) até o precipitado</p><p>solubilizar. Adicionar 10 gotas de HNO3 (d).</p><p>2) I-: Adicionar a um tubo de ensaio 10 gotas de solução de I- com 3 gotas de FeCl3.</p><p>Adicionar 3 gotas de CCl4, agitar, deixar separar as fases e observar a cor da fase orgânica.</p><p>3) Br-: Adicionar a um tubo de ensaio 10 gotas de solução de Br- com 5 gotas de KMnO4</p><p>e 3 gotas de H2SO4 (d). Adicionar 10 gotas de CCl4 e agitar. Deixar separar as fases e</p><p>observar a cor da fase orgânica.</p><p>4) SCN-: Adicionar a um tubo de ensaio 10 gotas de solução de SCN- e 5 gotas de FeCl3.</p><p>Obs.: Não se esqueça de anotar na tabela todos os resultados observados.</p><p>57</p><p>Resultados do Grupo da Prata</p><p>Caráter redox</p><p>Ensaios do Grupo Ensaios específicos</p><p>KMnO4 KI amidonado Caráter</p><p>Cl-</p><p>I-</p><p>Br-</p><p>SCN-</p><p>58</p><p>GRUPO DOS SOLÚVEIS</p><p>Fazem parte desse grupo os ânions que não precipitam com os reagentes dos</p><p>grupos anteriores. São eles: ClO3</p><p>-, Ac-, MnO4</p><p>- e NO3</p><p>-.</p><p>Ensaios do caráter redox (fazer na placa de toque)</p><p>1) Colocar uma gota de solução de KMnO4 na placa de toque, acidificar o meio com</p><p>H2SO4 (d) e adicionar uma gota de Ac-. Repetir o procedimento para os ânions MnO4</p><p>- e</p><p>NO3</p><p>-.</p><p>2) Colocar uma gota de solução de KI amidonado na placa de toque, acidificar o meio</p><p>com HCl (d) e adicionar uma gota de Ac-. Repetir o procedimento para os ânions MnO4</p><p>-</p><p>e NO3</p><p>-.</p><p>Ensaios específicos – identificação dos ânions (fazer no tubo de ensaio):</p><p>1) Ac-: Adicionar 5 gotas de solução de acetato e 10 gotas de solução de FeCl3. A solução</p><p>ficará castanha. Aquecer em banho-maria e observar a formação de precipitado.</p><p>2) MnO4</p><p>-: Adicionar a um tubo de ensaio 5 gotas de solução de MnO4</p><p>-, excesso de</p><p>solução de KOH e aquecer em banho-maria.</p><p>3) NO3</p><p>-: Na placa de toque adicionar cristais de FeSO4(s), 2 gotas de H2SO4 (c) e 2 gotas</p><p>de solução de NO3</p><p>-.</p><p>59</p><p>Resultados do Grupo dos Solúveis</p><p>Caráter redox</p><p>Ensaios específicos</p><p>KMnO4 KI amidonado Caráter</p><p>Ac-</p><p>MnO4</p><p>-</p><p>NO3</p><p>-</p><p>60</p><p>IDENTIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE SAIS</p><p>A análise de um sal consiste em determinar tanto o ânion quanto o cátion que</p><p>constituem o sal. Para tanto, os testes realizados até o momento serão aplicados para a</p><p>correta identificação do sal. Alguns aspectos são importantes na determinação de um sal,</p><p>tais como:</p><p> Coloração do sal.</p><p> Coloração da solução</p><p> Aspecto do sal</p><p> Solubilidade do sal</p><p> pH da solução</p><p>Esses aspectos podem ajudar na identificação do sal, assim como na identificação</p><p>de um possível erro durante a análise.</p><p>O pH da solução no caso de análise de sais pode se tornar uma informação valiosa</p><p>para descartar possíveis combinações entre cátions e ânions devido ao efeito de hidrólise</p><p>que pode ocorrer com algum destes, ambos ou nenhum.</p><p>A hidrólise alcalina ocorre quando um ânion proveniente de um ácido fraco, ou</p><p>seja, uma base conjugada forte, desprotona a água para manter seu respectivo ácido em</p><p>grande quantidade na sua forma protonada (Exemplo 1). No caso de cátions provenientes</p><p>de bases fracas, ou seja, ácidos conjugados fortes, eles são capazes de abstrair OH- da</p><p>água para manter sua base e ocorre a hidrólise ácida (Exemplo 2). Quando estes íons são</p><p>colocados em água através da dissociação de um sal os mesmos podem abstrair H+ ou</p><p>OH- da água, variando a quantidade de H+ e OH- em solução e, portanto, variando o pH</p><p>da solução.</p><p>Exemplo 1: NaAc Na+ + Ac-</p><p>Ac- + H2O HAc + OH-</p><p>Exemplo 2: NH4Cl NH4</p><p>+ + Cl-</p><p>NH4</p><p>+ + H2O NH4OH + H+</p><p>As demonstrações de hidrólises de cátion, ânion ou ambos são para tornar mais</p><p>clara como soluções salinas podem possuir pHs diferentes e como essas características</p><p>61</p><p>podem ser utilizadas como informação analítica para, de acordo com pH encontrado,</p><p>prever possíveis combinações de cátions e ânions, assim como eliminar outras</p><p>combinações.</p><p>Outro fato que se deve atentar é que a prática de identificação dos sais é realizada</p><p>solubilizando-os e trabalhando em solução, para tanto, neste curso só serão fornecidos</p><p>sais solúveis. Esta informação deve ser levada em consideração para avaliar que</p><p>combinações entre cátions e ânions que gerem sais de baixa solubilidade e não fazem</p><p>parte do universo amostral deste curso.</p><p>A Tabela 4 mostra os ânions analisados nessa disciplina de acordo com o caráter</p><p>redox deles e seu grupo</p><p>Tabela 4: classificação dos ânions quanto ao seu caráter e seu grupo</p><p>Redutor Oxidante Indiferente Ox/Red</p><p>Volátil SO3</p><p>2-, S2O3</p><p>2- ClO- CO3</p><p>2- NO2</p><p>-</p><p>Ba-Ca C2O4</p><p>2- *1 AsO4</p><p>3- PO4</p><p>3-, F-, SO4</p><p>2-</p><p>Ag SCN-, I-, Br- Cl- *2</p><p>Solúvel MnO4</p><p>- Ac-, NO3</p><p>- *3</p><p>*1 Oxalato é um redutor forte, mas é necessário fazer seu ensaio em banho-maria para</p><p>acelerar a reação.</p><p>*2 Cloreto em altas concentrações pode dar positivo para teste de redutor.</p><p>*3 Nitratos em altas concentrações comportam-se como oxidante.</p><p>62</p><p>Identificação e caracterização de sais:</p><p>Para a identificação e caracterização dos sais, deve-se primeiro determinar o</p><p>caráter</p>