Roteiro REAÇÕES DOS CÁTIONS DO GRUPO I

Prévia do material em texto

REAÇÕES DOS CÁTIONS DO GRUPO I: Na+, K+ e NH4
+ 
 
 
I. REAÇÃO DOS ÍONS SÓDIO, Na+ 
 
a) Teste de chama 
 
Este teste se baseia no fato de que quando uma certa quantidade de 
energia é fornecida a um determinado elemento químico, alguns elétrons da 
última camada de valência absorvem esta energia passando para um nível de 
energia mais elevado, produzindo o estado excitado. Quando um desses 
elétrons retorna ao estado fundamental, emite uma quantidade de energia 
radiante, igual à aquela absorvida, cujo comprimento de onda é característico 
do elemento e da mudança do nível eletrônico de energia. 
 
A temperatura da chama do bico de Bunsen é suficiente para excitar uma 
quantidade de elétrons de certos elementos que emitem luz ao retornarem ao 
estado fundamental de cor e intensidade, que podem ser detectados através 
da observação visual da chama. 
 
Procedimento: 
 
 Limpar o fio de níquel-crômio da seguinte maneira: 
 
(a) aquecer o fio ao rubro na chama de um bico de Bunsen; 
(b) retirá-lo da chama e mergulhá-lo em ácido clorídrico (HCl) concentrado, 
contido num tubo de ensaio; 
(c) levá-lo à chama novamente; 
(d) repetir este processo várias vezes até que o fio, quando aquecido, não 
apresente coloração alguma à chama. 
 
 Molhar o fio limpo em ácido clorídrico concentrado1, mergulhar no cloreto de 
sódio sólido, contido num vidro de relógio, e a seguir levar o fio à chama 
oxidante do bico de Bunsen. Observar a coloração amarela intensa 
produzida2. 
Observações: 
 
1. Ao fazer o teste de chama, deve-se sempre utilizar sais umedecidos com 
ácido clorídrico concentrado, isto porque nitratos e sulfatos não dão chamas 
coloridas com a mesma intensidade daquela proveniente de cloretos. 
 
2. O teste de chama é tão sensível e persistente, que mesmo traços deste 
metal produzem uma cor amarela intensa que encobre toda a cor devido à 
qualquer outro íon presente na amostra. Por isso, este teste é conclusivo 
para identificação do íon sódio. 
 
 
II. REAÇÕES DOS ÍONS POTÁSSIO, K+ 
 
a) Teste de chama 
 
Procedimento: 
 
 Fazer a limpeza do fio de níquel-crômio de acordo com o procedimento 
citado anteriormente. 
 
 Molhar o fio no ácido clorídrico concentrado, mergulhar no cloreto de 
potássio sólido e levar o fio à chama. Utilizar um vidro de cobalto3 para 
observar uma coloração violeta. 
 
Observação: 
 
3. O teste de chama para o íon potássio é menos sensível do que o teste para 
o sódio. A cor da chama não é duradoura e é facilmente mascarada pelo 
sódio até mesmo quando presente em quantidades traço. Por isso, utiliza-
se um vidro de cobalto para absorver a luz amarela do sódio e permitir que 
seja observada a cor da chama do potássio. A variação da transmitância do 
vidro de cobalto pode ser vista na Figura 1. O vidro transmite a luz somente 
nos extremos do espectro visível, exatamente onde se encontram as linhas 
espectrais do potássio. 
 
Este teste não é por si só conclusivo para identificação deste íon, todavia, é 
um ótimo complemento para o teste de precipitação. 
 
Figura 1. Espectro de transmitância do vidro azul de cobalto. 
 
b) Reação com cobaltonitrito de sódio 
 
Procedimento: 
 
 Juntar 3 gotas de uma solução de cloreto de potássio 0,2 mol L-1 , 3 gotas 
de ácido acético 6 mol L-1 e 6 gotas de acetato de sódio 3 mol L-1 num tubo 
de ensaio4. Agitar. 
 
 Adicionar 6 gotas de cobaltonitrito de sódio, Na3[Co(NO2)6], 0,2 mol L
-1. 
Observar a formação de um precipitado amarelo. Se o precipitado não se 
formar de imediato, deixar o tubo em repouso por alguns minutos. 
 
3 K+ + [Co(NO2)6
3-]  K3[Co(NO2)6] (s) 
 
Observação: 
 
4. O propósito de se fazer a precipitação dos íons potássio com cobaltonitrito 
de sódio num meio tamponado com ácido acético-acetato de sódio, é para 
evitar que num meio fortemente ácido ocorra a decomposição do reagente: 
3 NO2
-
 + 2H+  2 NO + H2O + NO3
- 
2 NO + O2  2 NO2 
 
neste caso o Co(III) é reduzido a Co(II) tornando a solução rosada, e num 
meio fortemente básico ocorre a precipitação de CO(OH)3 de coloração 
marrom escuro. 
 
III. REAÇÕES DOS ÍONS AMÔNIO, NH4
+ 
 
a) Reação com cobaltonitrito de sódio 
 
Procedimento: 
 
 O procedimento é idêntico ao usado com o potássio, tendo também a 
formação de um precipitado amarelo. Usar uma solução de cloreto de 
amônio para fazer o teste. 
 
3 NH4
+ + [Co(NO2)6
3-]  (NH4)3[Co(NO2)6] (s) 
 
b) Reação com base forte 
 
Procedimento 1: 
 
 Adicionar num tubo de ensaio 3 gotas de solução de cloreto de amônio 0,2 
mol L-1 e 8 gotas de hidróxido de sódio (NaOH) 4 mol L-1. 
 
 Aquecer cuidadosamente o tubo e testar a amônia desprendida por meio de 
um papel de tornassol vermelho umedecido com água colocado sobre o 
tubo, porém, sem tocá-lo5. Observar a mudança da cor do papel vermelho 
para azul, que indica a presença de amônia e, consequentemente, de sais 
de amônia na amostra testada. 
 
A reação envolvida neste teste pode ser expressa pela seguinte equação: 
 
 NH4
+ + OH  NH3 + H2O 
 
Procedimento 2: 
 
 Em um tubo de ensaio, adicionar 3 gotas de solução de cloreto de amônio 
0,2 mol L-1 e 8 gotas de hidróxido de sódio 4 mol L-1. 
 
 Aquecer o tubo e colocar um bastão de vidro umedecido com ácido 
clorídrico concentrado em contato com o vapor desprendido pela reação. 
Observar a formação de fumos brancos (micropartículas de NH4Cl sólido). 
 
HCl + NH3 (g)  NH4Cl (s) 
 
 
Observação: 
 
5. Deve-se tomar cuidado para que a solução alcalina não espirre durante o 
aquecimento, devido à ebulição, atingindo o papel de tornassol, pois levará 
a uma conclusão errônea. 
 
 
 
 EXERCÍCIOS 
 
1. Por que se coloca o íon NH4
+ entre os cátions do Grupo I? Com qual cátion 
do Grupo I o íon amônio é semelhante? 
 
2. Como explicar o aparecimento de uma coloração na chama quando 
queimamos determinadas espécies químicas no bico de Bunsen? Por que 
estas espécies químicas devem estar preferencialmente na forma de 
cloretos? 
 
3. Qual a importância do pH na precipitação do K+ com cobaltonitrito de sódio? 
 
4. O que acontece ao se juntar base forte a solução de sal de amônio? É 
necessário aquecimento? 
 
5. Descrever brevemente como é possível distinguir entre os seguintes pares: 
 
a) Na+ e K+ 
 
b) Na+ e NH4
+ 
 
c) K+ e NH4
+ 
 
d) NH4Cl e NaCl