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Apostila de Química Analítica aplicada ao Curso de FARMÁCIA-UFMS QUÍMICA -UFMS 2 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO DO SUL - QUÍMICA - QUÍMICA ANALÍTICA Campo Grande/MS 2009 Prof.: Sergehi A. Juiz 3 QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA 01 -Introdução aos métodos de análise qualitativa: Vias úmida e seca. 02 -Reações Químicas Analíticas: A)Identificação de cátions do Grupo I: lítio (I), sódio (I), potássio (I), amônio (I). B)Identificação de cátions do Grupo II:(Grupo do Carbonato de Amônio): magnésio(II), cálcio(II), estrôncio(II) e bário(II) 03-Métodos de separação e identificação de cátions : Grupo II 04 -Reações Químicas Analíticas: A)Identificação de cátions do Grupo (III):(Grupo do Sulfeto de Hidrogênio): ferro (III), alumínio (III), Crômio (III), níquel (II), cobalto (II), zinco (II) e manganês (II). B)Métodos de separação e identificação de cátions: Grupo III 05-Reações Químicas Analíticas: A)Identificação de cátions: Grupo IV: mercúrio(II), chumbo(II), bismuto(III), cobre(II) e cádmio(II). B)Métodos de separação e identificação de cátions : Grupo IV 06- Reações Químicas Analíticas de identificação de ânions: cloreto, brometo, iodeto, sulfeto, tiossulfato, nitrato, fosfato, sulfato, carbonato e acetato. SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA 1- BARD, A. J. - Equilíbrio Químico, Pacheco, J. R.; Rico, J. D. (tradutores), Ed. Castillo S.A., Madri, 1970. 2- VOGEL, A. I. - Química Analítica Qualitativa, 5ª ed, Gimeno, A. (tradutor), Ed. Mestre Jou, São Paulo, 1981. 3- BACCAN, N.; GODINHO, O. E. S.; ALEIXO, L. M.; STEIN, E. - Introdução à Semimicroanálise Qualitativa, 3ª ed., Ed. UNICAMP, Campinas, 1990. 4- ALEXÉEV, V. - Semimicroanalisis Quimico Cualitativo, Mendoza, U. V. (tradutor), Mir Publishers, 1975. 5- WISMER, R. K. - Qualitative Analysis With Ionic Equilibrium, 1ª ed., Macmillan, New York, 1991 --------------------------------------------------- AVALIAÇões . Duas(2)Provas Teóricas e uma(1) Substitutiva com Média peso 6 Provas Práticas com Média peso 4 4 SEGURANÇA EM LABORATÓRIO Especial atenção deve ser dada a SEGURANÇA, tanto pessoal, como coletiva. As medidas de segurança no laboratório são uma conseqüência das regras do bom senso. Em geral, um acidente ocorre quando menos se espera e não se pode prevê-los com antecedência. No entanto, inúmeros cuidados podem ser adotados sem grande esforço e diminuir os riscos a um mínimo insignificante. Embora não seja possível enumerar todas as causas de possíveis acidentes em laboratório, há certos cuidados básicos a serem observados: FOGO: Além de materiais inflamáveis como : madeira, cortiça, incluindo o próprio vestuário e cabelos, todo o laboratório contém solventes altamente inflamáveis(éter, acetona, álcool e outros) ou então, durante o trabalho experimental podem surgir substâncias inflamáveis. Desta forma, o bico de bunsen deve ser utilizado somente quando necessário. Não aquecer líquidos inflamáveis à chama direta; afastar o fogo de qualquer coisa que possa inflamar-se, e sobretudo, não esquecer acesa uma chama ou gás ao sair do laboratório. EXPLOSÕES: ocorre principalmente por causa de vazamento de gás ou ignição espontânea de materiais finamente divididos(carvão ativo, pó de alumínio), de vapores de solventes inflamáveis ou pelo aquecimento de substâncias(água-régia, ácido nítrico, ácido perclórico, cloratos, nitrato de amônio e outros) em temperaturas acima do necessário e em presença de substâncias orgânicas. SUBSTÂNCIAS TÓXICAS EM GERAL: Grande número de substâncias utilizadas no laboratório são tóxicas em maior ou menor escala. Notoriamente tóxicas : cianetos, arsênicos, gás sulfúrico, fósforo branco, compostos de mercúrio e chumbo, entre etc. mas, de modo geral, evite o contacto com qualquer substância e, não prove ou a aspire profundamente. ACIDENTES EM LABORATÓRIO : PRIMEIROS SOCORROS Queimaduras causadas pelo calor seco: No caso de queimaduras leves causadas pelo calor seco (chama e objetos aquecidos), aplicar pomada de Picrato de Butesin. Em queimaduras mais graves, estas devem ser cobertas com gaze 5 esterilizada, umedecida em solução de bicarbonato de sódio a 5%. Queimaduras por ácidos: Lavar imediatamente o local com água em abundância, durante cerca de cinco minutos. Em seguida, lavar com solução saturada de bicarbonato de sódio e novamente com água. Secar a pele e aplicar mertiolate. Queimaduras por álcalis: Lavar a região imediatamente, com bastante água, durante cerca de cinco minutos. Tratar com solução de ácido acético a 1% e novamente lavar com água. Secar a pele e aplicar mertiolate. ÁCIDOS OU ÁLCALIS nos olhos : Lavar exaustivamente com água por uns 15 minutos (no lavador de olhos) e aplicar solução de ácido bórico a 1%. INTOXICAÇÃO por GASES : Recomenda-se beber muita água. Em seguida beber um copo de bicarbonato de sódio a 2% ou leite de magnésia, em caso de ingestão de ácidos. No caso de ingestão de bases, tomar um copo de ácido cítrico ou acético a 2% ou vinagre. ANÁLISE QUALITATIVA A análise qualitativa consiste não só em proceder a identificação de componentes de uma mistura como também em avaliar, com certa aproximação, as quantidades de seus componentes. Para isto, recorremos à vários métodos, os quais se desenvolvem e se aperfeiçoam permanentemente. Métodos Químicos: São realizados através da formação de compostos que apresentam certas propriedades características, que nos permitem o reconhecimento do íon ou elemento em análise. Para isto, utilizamos reações químicas analíticas. As que podem ser efetuadas através de reações por Via Úmida e por Via Seca. Via Úmida: A reação ocorre entre substâncias que se encontram em solução. Na análise qualitativa somente encontram aplicação as reações que são acompanhadas de algum efeito externo, ou seja, de transformações facilmente identificáveis, as quais permitem confirmar que a reação efetivamente ocorreu. Tais efeitos externos podem ser: variação na coloração da solução, formação ou dissolução de precipitados, desprendimento de gases,calor,etc. Via Seca: As substâncias ensaiadas se encontram no estado sólido e geralmente as reações se processam a altas temperaturas.Para estas, utilizamos as reações de coloração de chama, redução sobre carvão, ação do calor, reações com pérola de bórax 6 e fosfato, fusão alcalina e vários outros métodos consultados na literatura. Métodos Físicos: Se baseiam na medição de parâmetros do sistema, em que o resultado é função da composição da substância que se está analisando. Por exemplo: a análise espectral de certo elemento e ou substância, obtida por ação da exposição desta à chama ou arco elétrico, produz um espectro característico que comprova a presença do elemento e ou substância na amostra ensaiada e ainda, segundo a intensidade luminosa destas linhas, se determinam as quantidades dos elementos em questão. Este método possui alta sensibilidade e a análise exige pouco tempo e pequenas quantidades de amostra. Métodos Físico-Químicos: Estes são os mais utilizados em análise quantitativa. Destacam-se aqui os métodos colorimétricos, que se baseiam na relação que existe entre a intensidade de cor de uma solução e a concentração da substância na mesma. Pode-se utilizar ainda de métodos cromatográficos. De acordo com a quantidade da substância utilizada para efetuar a análise, distinguimos os seguintes métodos de análise qualitativa: Macroanálise: Neste tipo de análise, as quantidades das substâncias ensaiadas são relativamente grandes (0,5 a 1,0g ou 20 a 50ml ). As reações se efetuam em tubos de ensaios e os precipitados são separados através de filtração utilizando filtros de papel. Microanálise: A quantidade da substância para análise é muito pequena (miligramas e microlitros). As reações se desenvolvem empregando métodos microcristaloscópicos, isto é, onde se adicionam gotas da solução problema e do reativo para acompanhar as reações químicas. As alterações de coloração ou formação de precipitados coloridos indicam o resultado do que se procura. Semimicroanálise: Ocupa um lugar intermediário entre o macro e micro análise. As quantidades utilizadas na análise variam de 50 a 100 mg ou 10 gotas. Fundamentalmente é o mesmo sistema da macroanálise ou seja, separação e identificação sucessiva dos íons, porém as operações são efetuadas com menores quantidades de substâncias, empregando- se métodos e aparelhos especiais. Ultramicroanálise: usam-se quantidades de substâncias inferiores a 1mg. Todas as operações analíticas efetuam-se observando-as ao microscópio. Na Figura 1 estão esquematizadas as diferentes técnicas de análises. 7 Figura 1. Separação do precipitado por diversos métodos de análise REAÇÕES ANALÍTICAS: ESPECIFICIDADE E SENSIBILIDADE Reações "específicas" ou "seletivas" são importantes para detecção de íons. Reações Específicas: são reações (ou reagentes)que sob certas condições tornam possível detectar alguns íons na presença de outros como por exemplo variação específica de cor e, formação de um precipitado característico, liberação de gás ou outras variações. Exemplo: Reação qualitativa específica para iodo - Uma intensa cor azul escura aparece quando moléculas de iodo reagem com amido. A cor azul escura desaparece quando a solução é aquecida e reaparece quando é resfriada. Sensibilidade de reação: é determinada pela menor quantidade de uma substância desconhecida que pode ser detectada por um dado reagente em uma gota de uma solução. A sensibilidade de uma reação é expressa por várias quantidades interrelacionadas: mínimo detectável, concentração mínima, concentração limite e diluição limite. O mínimo detectável é a menor quantidade de uma substância na solução em análise que pode ser detectada por um dado reagente sob certas condições de reação. A quantidade de mínimo detectável é usualmente muito pequena, 8 constituindo milionésimos da grama (0,000001 g ou 1g). Por exemplo, o mínimo detectável de ion K+ precipitado pelo ácido cloroplatínico na forma de K2[PtCl6] em uma solução bastante diluida em análise é 100 μg/ml. Concentração mínima ou concentração limite - mostra a concentração mínima de uma substância em uma solução, com a qual uma dada reação torna possível detectar uma substância em um certo volume (1 gota) de uma solução em análise. Numericamente concentração limite é uma relação que mostra que em uma solução bastante diluída contendo 1g de íons a serem detectados em um certo volume, esses íons podem ser detectados por um reagente seletivo em uma gota de solução teste. Exemplo: Pesquisa de K+ pelo ácido cloroplatínico, que precipita na forma de K2[PtCl6], a concentração limite de K+ é 1:10.000 ou seja 100g em 1 ml ou 1 g em 10.000 ml. Se a concentração de K+ for menor que 1:10.000 a detecção não ocorrerá por este método. A diluição limite é expressa pelo número de mL de uma solução aquosa, contendo 1 g da substância em análise que pode ser detectada por uma dada reação (reagente). Em outras palavras, a diluição limite é o valor que é o inverso da concentração limite. O valor da diluição limite aumenta com a sensibilidade de uma reação. É muito conveniente expressar a sensibilidade de uma reação pelos logarítmos dos valores da diluição limite. Por exemplo, vamos comparar duas reações em relação aos valores da diluição limite. - (10.000 a 1.000.000). Os logarítmos de seus valores de diluição limite são 4 e 6 respectivamente. Isto indica que a segunda reação é mais sensível. Portanto, a reação analítica é tanto mais sensível, quanto menor o mínimo detectável, quanto a concentração mínima ou concentração limite da substância em análise e quanto maior a diluição limite. A sensibilidade de uma reação é também determinada pelo tempo necessário para sua efetivação. Considera- se que quanto menor o tempo necessário para um reagente reagir com um íon que está sendo pesquisado, mais sensível é a reação. Por exemplo, Mg2 + pode ser detectado com Na2HPO4 ou Na2CO3; o precipitado MgNH4PO4 forma mais rapidamente com o primeiro reagente em meio amoniacal que o precipitado Mg2(OH)2CO3 com o segundo. Significa portanto, que a reação com Na2HPO4 como a mais sensível entre as reações que estão sendo comparadas. A sensibilidade de uma reação depende das condições sobre as quais é conduzida e é importante que todas as condições sejam rigorosamente 9 observadas. A sensibilidade de uma reação varia na presença de impurezas. Podemos obter um aumento da sensibilidade de uma reação, aumentando a concentração de uma dada substância na solução. Devemos levar em conta também os fatores que podem descrever a sensibilidade de uma reação. Por exemplo, o aquecimento é muitas vezes utilizado para acelerar uma dada reação, no entanto, em algumas circunstâncias pode causar algum efeito inverso - a precipitação de Na+ com KH2SbO4 na forma de NaH2SbO4 é melhor efetuada a frio, visto que a solubilidade do NaH2SbO4 aumenta de maneira acentuada pelo aquecimento, e o precipitado não se forma. A adição de um excesso de reagente aumenta a sensibilidade de reações, mas ocasionalmente conduz a dissolução do precipitado (como resultado da formação de um íon complexo) e então a sensibilidade da reação decresce. A acidicidade ou alcalinidade do meio afeta fortemente a sensibilidade de uma reação.Muitas reações ocorrem em um meio estritamente definido. Quando esta condição não é observada, a reação pode não ocorrer, ou não ocorrer totalmente ou ainda ocorrer em direção não desejada. A adição de solventes também altera a sensibilidade de uma reação. Ao proceder uma determinação analítica, o químico analítico freqüentemente trabalha com reações paralelas que complicam a análise, isto ocorre quando um reagente interage não somente com o componente que está sendo detectado, mas também com outros íons presentes na mistura em análise. Isso pode causar algumas conseqüências desagradáveis: um decréscimo na sensibilidade das reações (reagentes), a precipitação de outras substâncias junto com a substância em estudo, dissolução completa ou parcial da substância que está sendo precipitada; e a variação indesejável na cor da solução ou do precipitado. O efeito de íons estranhos pode ser suprimido por agentes complexantes, agentes oxidantes e redutores e alguns outros. NORMAS PARA O TRABALHO PRÁTICO O trabalho experimental da disciplina QUÍMICA ANALÍTICA consiste na identificação e/ou separação de cátions e ânions e será desenvolvido individualmente. O aluno deverá se lembrar que o laboratório é o lugar para a realização de experimentos que envolvem uma série de substâncias tóxicas, corrosivas e/ou inflamáveis, que deverão ser manuseadas sempre com grande cuidado e atenção. No laboratório fala-se e caminha-se o mínimo possível, e o uso do jaleco é obrigatório. As seguintes NORMAS deverão ser observadas: 1 - Cada aluno receberá o material necessário para o desenvolvimento dos 10 trabalhos, ficando sob sua guarda e responsabilidade até o final da disciplina, quando se efetuará a devolução do mesmo. Todo material quebrado ou extraviado deverá ser reposto pelo aluno. 2 - Cada aluno receberá uma bateria contendo os reagentes que serão utilizados nos trabalhos de laboratório. As baterias de reagentes deverão ser mantidas em frascos conta-gotas. No final de cada aula, deve-se preencher os frascos, após verificação cuidadosa do reagente que deverá ser reposto, evitando assim erros que podem ocasionar a perda dos trabalhos experimentais, bem como contaminação de reagentes e amostras. Os frascos dos reagentes deverão ser tampados após o uso e guardados nos respectivos lugares. 3 - Os materiais e reagentes que serão utilizados e que não fazem parte do material recebido serão colocados sobre o balcão. 4 - Os ácidos concentrados e bases concentradas utilizadas deverão ser sempre manuseados em capela e tampados logo após a utilização. Não pipete estas soluções!!!!!!!!!!!! 5 - Reações que envolvem desprendimento de gases bem como operações que envolvem a utilização de compostos voláteis deverão ser sempre realizadas em capela!!!!!!! 6 - Cada aluno deverá trazer um pedaço de pano para limpar seu local de trabalho. A responsabilidade da limpeza da vidraria e balcão é de cada aluno. No final de cada aula, lavar bem a vidraria utilizada e guardar no armário que lhe foi destinado. 7 - Não jogar resíduos e papéis na pia, coloque-os no cesto de lixo. Passar água corrente em qualquer material a ser lavado antes de colocar no recipiente de lavagem. 8 - Não gastar gás e reativos sem necessidade. Manter a chama do bico de Bünsen sempre bem regulada e apagar quando não estiver usando. Verificar sempre se os registros estão fechados. 9 - Se ao término de uma aula não tiver terminado o experimento, deve-se cobrir e rotular o material. 10 - Os resultados observados deverão ser anotados em caderno de laboratório 11 BATERIA DE REAGENTES 01 - Acetato de amônio 3M 02 - Acetato de chumbo 1M 03 - Acetato de sódio 1M 04 - Ácido acético 3M 05 - Ácido clorídrico 6M 06 - Ácido nítrico 4M 07 - Ácido sulfúrico 4M 08 - Carbonato de amônio 2M 09 - Cloreto de amônio 4M 10 - Cloreto de bário 0,2M 11 - Cloreto de ferro III 0,5M 12 - Cloreto de magnésio 0,5M 13 - Cloreto de potássio 0,5M 14 - Cloreto de sódio 1M 15 - Cromato de potássio 0,2M 16 - Ferrocianeto de potássio 0,2M 17 - Ferricianeto de potássio 0,2M 18 - Fosfato de amônio 0,2M 19 - Hidróxido de amônio 6M 20 - Hidróxido de bário saturada 21 - Hidróxido de sódio 4M 22 - Iodeto de potássio 0,15M 23 - Nitrato de alumínio 0,2M 24 - Nitrato de bismuto 0,1M 25 - Nitrato de cádmio 0,2M 26 - Nitrato de cálcio 0,2M 27 - Nitrato de chumbo 0,1M 28 - Nitrato de cobalto 0,2M 29 - Nitrato de cobre II 0,2M 30 - Nitrato de Crômio 0,2M 31 - Nitrato de estrôncio 0,2M 32 - Nitrato de manganês 0,2M 33 - Nitrato de mercúrio I 0,1M 34 - Nitrato de mercúrio II 0,1M 35 - Nitrato de níquel 0,2M 36 - Nitrato de prata 0,1M 37 - Nitrato de zinco 0,2M 38 - Oxalato de amônio 0,25M 39 - Sulfato de amônio 0,2M 40 - Tiocianato de amônio 0,2M REGRAS: AULAS DE QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA 1. Nas aulas práticas é obrigatório o uso de: a . Avental: mangas compridas, comprimento até o joelho, abotoado, punhos fechados. b. Óculos de segurança: são fornecidos pelo técnico do laboratório. c. Sapatos fechados; calças compridas ou saias abaixo do joelho, . REGRAS: SEGURANÇA EM LABORATÓRIO 1. Cuidados no Laboratório (a). Fale baixo, locomova-se sem correr. (b). Use avental apropriado. (c). Localize o material para primeiros socorros e de extintores de incêndio. (d).Trabalhe em local ventilado, bem iluminado e certifique-se de que há água nas torneiras. 2. Cuidados no uso de Substâncias a. Leia com atenção os rótulos dos frascos dos reagentes antes de utilizá-los. 12 b. Use sempre as quantidades de reagentes indicadas pelo professor. c. Evite contato substância/ pele. d. Conserve os frascos tampados. e. Não coloque a tampa dos frascos de qualquer forma sobre a bancada! f. Nunca cheire diretamente e nem prove qualquer substância utilizada ou obtida. g. Mantenha seu rosto sempre afastado de um recipiente onde esta ocorrendo uma reação química com aquecimento h. Ao derramar qualquer substância, providencie a limpeza imediata. i. Se precisar diluir um ácido, despeje lentamente o ácido sobre bastante água e agite. Essa técnica é importante, sobretudo para o ácido sulfúrico j. Cuidado!!! com reações que desenvolvem grande quantidade de energia. k. Não jogue nenhum material sólido dentro da pia ou nos ralos. l. Não misture substâncias ao acaso. 3. Cuidado no uso do fogo a. Mantenha-se afastado das chamas. b. Mantenha inflamáveis longe das chamas. c. Atenção aos bicos de gás, verifique se há vazamentos e se todos os registros estão fechados, antes de usá-los. Feche imediatamente o registro assim que terminar de usar os bicos de gás. d. Ao aquecer um tubo de ensaio contendo qualquer substância, segure-o com pinça, voltando a extremidade aberta do mesmo para local em que não haja nenhuma pessoa. e. Não aqueça substâncias em recipientes totalmente fechados. f. Aqueça líquidos com pedras de ebulição. 4. Cuidados no uso da vidraria a. Não empregue equipamentos trincados. b. Arredonde ao fogo bordas de tubos de vidro que estiverem cortantes. c. Ao introduzir tubos de vidro ou termômetros em rolhas, umedeça-os e enrole a peça de vidro numa toalha paraproteger as mãos. d. Coloque peças quentes de vidro em local apropriado. A chama luminosa do bico de Bunsen é composta por três partes: (i) Um cone azul interno ADB, constituído em sua maior parte de gás não queimado (ii) Uma capa externa ACBDA, onde se produz a combustão completa do gás. (iii) Um cone ACB de zona quente As principais partes da chama de Bunsen estão indicadas na Figura 2. 13 1. Chama oxidante superior (ZOS) 1540oC 2. Chama oxidante inferior (ZOI) 1540oC 3. Chama redutora superior (ZRS) 520oC 4. Chama redutora inferior (ZRI) 350oC 5. Zona fria (menor temperatura) 300oC 6. Zona de fusão (maior temperatura) 1560oC Figura 2. Estrutura da chama do bico de Bunsen 1. ZOS: corresponde ao extremo não luminoso da chama, apresenta um grande excesso de oxigênio e a chama não é tão quente como em 6. 2. ZOI: é empregada para a oxidação de substâncias dissolvidas nas pérolas de bórax e semelhantes. 3. ZRS: está no extremo da zona azul interna e é rica em carbono incandescente, sendo especialmente útil para reduzir as incrustações de óxidos a metal. 4. ZRI: está situada no limite inferior da zona próxima ao cone azul e é onde os gases redutores se misturam com o oxigênio do ar; é uma zona de menor poder redutor que 3 e se emprega para a redução de pérolas fundidas de bórax e semelhantes. 5. Zona fria: é a base da chama, onde a temperatura é mais baixa, que é empregada para testar substâncias voláteis, a fim de determinar se elas comunicam alguma cor à chama 6. Zona de fusão: é a parte mais quente da chama; é empregada para ensaiar a fusibilidade das substâncias e também, juntamente com 5 para ensaiar a volatilidades relativas de substâncias ou misturas destas. ANÁLISE QUALITATIVA : VIA SECA I- Coloração da chama PROCEDIMENTO:No teste utiliza-se um fio de platina ou níquel cromo contendo na sua ponta uma pequena quantidade da amostra e HCl conc.. Leva-se então o fio à chama oxidante e observa-se a coloração. CATIONS COLORAÇÃO OBSERVAÇÃO Na+ K+ Li+ Ca2+ Sr2+ 14 Ba2+ Cu2+ Pb2+ Bi2+ Questão: Por que se utiliza o HCl e não outro ácido nestes teste? ANÁLISE QUALITATIVA : VIA ÚMIDA IDENTIFICAÇÃO DE CÁTIONS DO GRUPO I Na+ ; K+ ; NH4+ ; Li+ Sódio a)acetato de uranilo e magnésio NaCl + 3UO2( C2H3O2 )2 + Mg(C2H3O2 )2 + C2H4O2 + 9H2O NaMg(UO2)3(C2H3O2 )9.9H2O + HCl PROCEDIMENTO: Coloque 10 gotas da solução problema ( NaCl ) e adicione excesso de solução de magnésio e uranilo. Agitar . Deverá aparecer um precipitado amarelo cristalino indicando a presença de sódio. OBS1: a adição de um terço de álcool favorece a precipitação Potássio a) Cobaltonitrito de Sódio (meio c) : 2K+ + Na+ + [Co(NO2)6] -3 K2Na[Co(NO2)6] (s) PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque 10 gotas da amostra, gotas de ácido acético diluído ( verifique se o meio está ácido com papel de tornassol ) e gotas de solução de acetato de sódio. Em seguida adicione uma solução recém preparada de cobaltonitrito de sódio. OBS1: formará um precipitado amarelo , o cobaltonitrito de potássio que é insolúvel em ácido acético diluído OBS2: a reação química pode ser acelerada se aquecermos a solução OBS3: é necessário eliminar os sais de amônio presentes, pois estes sais dão um precipitado semelhante ao de potássio OBS4: se o meio estiver alcalino ocorrerá o aparecimento de formação de hidróxido de cobalto de cor parda ou negra. OBS5: são interferentes: iodetos e agentes redutores. 15 Amônio a) Papel indicador : NH4+ + H2O NH4OH + H+ PROCEDIMENTO: Coloque em um tubo de ensaio uma pequena quantidade de cloreto de amônio, adicione 10 gotas de NaOH. Aqueça cuidadosamente. A amônia pode ser identificada pelo seu odor característico ou pela mudança de cor do papel de tornassol de vermelho para azul. OBS1: tomar cuidado para que o líquido contido no tubo não espirre sobre o papel OBS2: evitar encostar o papel nas paredes do tubo OBS3: o íon amônio pode ser identificado pelo enegrecimento do papel de filtro embebido em solução de nitrato mercuroso ou sulfato de manganês e peróxido de hidrogênio b) Reagente de Nessler NH4+ + 2[HgI4]2- + 4OH- HgO.Hg(NH2)I + 7I- + 3H2O PROCEDIMENTO: Coloque sobre um pedaço de papel de filtro uma gota da amostra e uma gota de hidróxido de sódio. Adicione agora uma gota do reativo de Nessler. O aparecimento de uma mancha ou anel amarelo ou vermelho alaranjado indicará a presença de NH3 . OBS1 : reação muito sensível sendo utilizada para pesquisa de amônia em águas potáveis. OBS2 : para realização deste ensaio, os demais cátions devem estar ausentes exceto os de metais alcalinos. Lítio a) fosfato de sódio: 3 Li+ + HPO4-2 + OH- ⇄ Li3PO4 ↓+ H2O PROCEDIMENTO: Coloque dez gotas da solução de análise ( use cloreto de lítio ) e adicione solução de fosfato de sódio. Deverá ocorrer precipitação de fosfato de lítio de cor branca. OBS1: A adição de hidróxido de sódio favorece a precipitação 16 IDENTIFICAÇÃO DE CÁTIONS DO GRUPO II Mg+2 ; Ca+2 ; Sr+2 ; Ba+2 (Grupo do Carbonato de Amônio) Magnésio a) Hidróxido de amônio : NH3 + H2O NH4+ Mg2+ + 2OH- Mg(OH)2 ↓ PROCEDIMENTO: Coloque em um tubo de ensaio 10 gotas da solução a analisar ( use cloreto de magnésio ) e em seguida adicione hidróxido de amônio. Ocorrerá formação de um precipitado branco gelatinoso. OBS 1: Adicione cloreto de amônio ao precipitado. O que acontece? b) carbonato de amônio : 2Mg2+ + 3CO32- + 2H2O MgCO3.Mg(OH)2 ↓ + 2HCO32- PROCEDIMENTO: Coloque 5 gotas da amostra de magnésio e em seguida adicione carbonato de amônio. Deverá aparecer um precipitado branco com característica gelatinosa. Questão: O que acontece quando se adiciona NH4Cl à solução ? Porquê ? c) fosfato de amônio : Mg+2 + NH4+ + PO4-4 + H2O MgNH4PO4.6H2O ↓ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio colocar 10 gotas da solução problema, adicione 4 gotas de HCl diluído, 5 gotas de solução fosfato de amônio e colocar vagarosamente gotas de NH4OH até o meio ficar alcalino. Deverá ocorrer formação de precipitado branco cristalino indicando a presença de magnésio. OBS1: se possível verificar os cristais em microscópio. Bário a) Carbonato de amônio : Ba2+ + CO32- BaCO3 ↓ PROCEDIMENTO: Coloque em um tubo de ensaio 10 gotas de solução a analisar ( use cloreto ou nitrato de bário ) e adicione carbonato de amônio. Ocorrerá formação de precipitado branco. OBS 1: o precipitado branco é o BaCO3 , que é solúvel em ácidos minerais e em ácido acético. OBS 2: teste o precipitado adicionando um sal de amônio. O que acontece ? Porquê ? 17 b) Íons sulfato : Ba2+ + SO42- BaSO4 ↓ PROCEDIMENTO: Coloque em um tubo de ensaio 10 gotas de solução a analisar ( use cloreto ou nitrato de bário ) e adicione sulfato de amônio. Ocorrerá formação de precipitado branco. OBS 1: a precipitação é imediata sendo que o precipitado é menos solúvel que o sulfato de estrôncio c ) Íon cromato : Ba2+ + CrO42- BaCrO4 ↓ PROCEDIMENTO: Em um tubode ensaio adicione 10 gotas da solução problema e adicione solução de dicromato de potássio e acetato de sódio. Haverá formação de um precipitado amarelo de cromato de bário, que é solúvel em ácidos fortes e insolúvel em ácido acético. REAÇÕES QUÍMICAS ENVOLVIDAS: Cr2O7-2 + H2O ⇆ 2 HCrO4- + 2CrO4-2 + 2 H+ 2 Ba+2 + 2 CrO4-2 2 BaCrO4 OBS 1: assim como o bário, o estrôncio também precipita em amarelo porém, o SrCrO4 apresenta solubilidade em água e CH3COOH. Portanto é verdade dizer que em soluções diluídas e concentradas de CH3COOH não se forma precipitado de SrCrO4. Estrôncio a) Carbonato de amônio : Sr2+ + CO32- SrCO3 ↓ PROCEDIMENTO: Adicione 10 gotas da solução problema ( use nitrato ou cloreto de estrôncio ) em um tubo de ensaio, coloque 5 gotas de carbonato de amônio. Haverá formação de um precipitado branco de carbonato de estrôncio. OBS 1: precipitado solúvel em ácidos minerais e ácido acético. b) Íon sulfato : Sr2+ + SO4 2- SrSO4 ↓ PROCEDIMENTO: Adicione 10 gotas da solução problema ( use nitrato ou cloreto de estrôncio ) em um tubo de ensaio, coloque 5 gotas de sulfato de amônio. Haverá formação imediata de um precipitado branco de sulfato de estrôncio. OBS 1: insolúvel em HCl c) Íon Oxalato : Sr2+ + C2O42- SrC2O4 ↓ PROCEDIMENTO: Adicione 10 gotas da solução problema ( use nitrato ou cloreto de estrôncio ) em um tubo de ensaio, coloque 5 gotas de oxalato de amônio. Haverá formação de um precipitado branco ,o oxalato de estrôncio. OBS 1: o ppt é sol. em ácido minerais diluídos e em CH3COOH conc. quente. 18 Cálcio a) Carbonato de amônio : Ca2+ + CO32- CaCO3 ↓ PROCEDIMENTO: Num tubo de ensaio coloque 10 gotas da solução problema ( use nitrato de cálcio ) e adicione carbonato de amônio. Haverá formação de um precipitado branco de carbonato de cálcio. OBS 1: o precipitado formado é solúvel em ácidos diluídos ( clorídrico e nítrico ) e em ácido acético. b) Íon sulfato : Ca2+ + SO42- CaSO4 ↓ PROCEDIMENTO: Num tubo de ensaio coloque 10 gotas da solução problema ( use nitrato de cálcio ) e adicione gotas de ácido sulfúrico diluído. Haverá formação de um precipitado branco de sulfato de cálcio quando o metal estiver em soluções concentradas, que é apreciavelmente solúvel em água e ácidos. OBS 1: O sulfato de cálcio solubiliza facilmente em solução de sulfato de amônio aquecida, devido a formação de um sal complexo ( diferença entre cálcio e estrôncio ). REAÇÕES QUÍMICAS: Ca+2 + SO4-2 CaSO4(s) CaSO4 + (NH4)2SO4 (NH4)2 Ca(SO4)2 c) Íon oxalato : Ca2+ + C2O42- CaC2O4 ↓ PROCEDIMENTO: Num tubo de ensaio coloque 10 gotas da solução problema ( use nitrato de cálcio ) e adicione gotas de ácido acético diluído, e em seguida solução de oxalato de amônio. Haverá formação de um precipitado branco indicando a presença de cálcio. OBS 1: pode-se dissolver o precipitado formado por adição de gotas de HCl e reprecipitá-lo por adição de solução de acetato de sódio. 19 Procedimento de Análise Alguns caminhos podem ser propostos para identifica íons presentes em uma amostra desconhecida. Você pode encontrar em livros estes procedimentos de análise, porém lembre-se que eles foram feitos para um tipo de amostra problema. Muitas vezes a sua amostra pode ser mais simples, e se você traçar um caminho mais lógico, você gastara menos tempo e também evitará resultados "falseados". Porém lembre-se que este "caminho" ou andamento de análise é uma parte do "método científico" que você está utilizando no problema "análise de cátions e ânions" e portanto ele deverá ser fundamentado em informações iniciais ou observações experimentais. Apresentamos uma sugestão para trabalhar uma amostra problema. 1. Ensaios Preliminares 1.a. O material deve ser observado cuidadosamente, cor, odor, densidade, estrutura cristalina e solubilidade são informações que podem ser muito importantes em alguns instantes da análise. 1.b. Testes com papel de tornassol na solução da amostra, podem dar indícios importantes. Uma solução ácida não deve conter carbonato, por exemplo. 1.c. Ensaios de chama e aquecimento de sais sólidos podem resultar em informações importantes. 1.d. Solubilidade da amostra pode apresentar informações importantes, mas é necessário muito cuidado nas observações e ensaios realizados. Lembre-se que grande quantidade de amostra requer grande quantidade de solvente. 2. Provas com a substância sólida Se a sua amostra for sólida, você pode testar diretamente com pequenas porções: carbonato, amônio e acetato. 3. Pesquisa de Ânions Os ânions não identificáveis nas provas a partir da substância sólida, devem ser pesquisados no EXTRATO COM SODA. Este extrato é preparado, em um béquer, com uma pequena porção da amostra, ao qual adiciona-se 10 ml de solução saturada de carbonato de sódio. 20 Agita-se bem e aquece-se à ebulição durante 5 minutos, e filtra-se. Com o filtrado são feitas as provas dos ânions e com o precipitado, que devem ser os cátions que apresentam carbonatos insolúveis, os quais podem ser trabalhados após dissolução com ácido diluído. 4. Pesquisa dos cátions Existem duas possibilidades, a amostra pode ser solúvel ou muito pouco solúvel em ácido clorídrico diluído (apresenta resíduo). Em ambos os casos, um pouco da amostra deve ser extraído duas vezes com pequenos volumes de ácido clorídrico diluído, uma ou duas vezes com ácido clorídrico concentrado à ebulição se necessário, separando-se os extratos por filtração. A reunião destes extratos constitui o que chamaremos de extrato clorídrico. Se ele ficar muito turvo, deve-se diluir ao dobro com água destilada, filtrar e concentrar ao volume original. A análise dos cátions é feita neste extrato clorídrico. Se a amostra apresentar resíduo, este deve ser tratado por FUSÃO ALCALINA. Sendo que no filtrado faz-se a pesquisa de ânions (quais?), e no resíduo .após a lavagem com água destilada quente, e dissolução com ácido clorídrico diluído, pesquisa-se os cátions possíveis (quais?). ssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssss SEPARAÇÃO DOS CATIONS DO GRUPO II Mg; Ca; Sr e Ba Em tubo de ensaio, faz-se uma mistura das soluções dos cloretos (ou nitrato) desses 4 cátions (no máximo 10 gotas de cada solução). Aquece-se essa mistura com cuidado (aproximadamente 60°C) e adiciona-se solução de cloreto de amônio e carbonato de amônio até não haver mais formação de precipitado, mantendo-se a temperatura a 60oC durante alguns minutos. Em seguida centrifuga-se durante 2-3 minutos. O precipitado deve ser lavado com duas pequenas porções de água quente contendo carbonato de amônio. O filtrado e as águas de lavagens são reunidos em um béquer e evaporados a cerca de 2 ml. Com parte dessa solução faz-se a identificação do magnésio. O precipitado dos carbonatos é dissolvido pela adição, do menor volume possível, de ácido acético diluído quente (50-60°C). essa solução deve ser tamponada pela adição de solução de acetato de sódio (volume mais ou menos igual ao do ácido acético adicionado previamente) e igual volume da solução dedicromato de potássio. Aquece-se durante alguns minutos e centrifuga-se quando frio. Dissolve-se parte do precipitado em ácido clorídrico diluído e faz-se a prova de coloração a chama, a fim de confirmar a presença de bário. Com solução de onde foi separado o precipitado amarelo, repete-se o tratamento com hidróxido e carbonato de amônio, nas 21 condições já indicadas. Centrifuga-se e lava-se com água contendo carbonato de amônio, até o precipitado ficar branco. Dissolve-se o precipitado com o menor volume possível de ácido acético diluído quente. Leva-se essa solução à ebulição e adicionam-se cerca de 2 ml da solução de sulfato de amônio, aquece-se, alcaliniza-se com hidróxido de amônio e centrifuga-se. Com o precipitado branco faz-se a prova de coloração a chama a fim de confirmar a presença de estrôncio. O filtrado, que deve ser acético, é tratado, à ebulição, com cerca de 1 ml de solução de oxalato de amônio. Deixa-se esfriar e centrifuga-se. Com o precipitado executa-se a prova de coloração a chama para confirmar a presença de cálcio ESQUEMA DE SEPARAÇÃO Ca2+ Sr2+ Ba2+ Mg2+ HCl depois NH4OH e (NH4)2CO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3 Mg2+ HAc (NH4)2HPO4 + NH4OH Ca2+ Sr2+ Ba2+ MgNH4PO4.6H2O K2Cr2O7 Ca2+ Sr2+ BaCrO4 NH4OH + (NH4)2CO3 CaCO3 SrCO3 HAc Ca2+ Sr2+ (NH4)2SO4 Ca2+ SrSO4 (NH4)2C2O4 CaC2O4 22 IDENTIFICAÇÃO DE CÁTIONS DO GRUPO III Ni+2 ; Co+2 ; Fe+2 ; Mn+2 ; Cr+3 ; Al+3 ; Zn+2 ; Fe+3 (Grupo Sulfeto de Amônio) Níquel a) Sulfeto de amônio : Ni2+ + S2- NiS PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque dez gotas da solução problema ( use nitrato de níquel ) ,adicione em seguida solução de sulfeto de amônio. Obtêm-se um precipitado de cor negra. OBS 1: o precipitado negro é insolúvel em ácidos diluídos OBS 2: solubiliza em ácido acético a quente OBS 3: solubiliza em ácido nítrico concentrado : 3NiS + 8 H+ + 2 NO3- 3 Ni+2 + 3 S↓ + 2 NO↗ + 4 H2O OBS 4: solubiliza em peróxido de hidrogênio : NiS ↓+ 2 H+ + H2O2 Ni+2 + S↓ + 2 H2O b) Hidróxido de sódio : Ni2+ + 2OH- Ni(OH)2↓ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque dez gotas da solução problema ( use nitrato de níquel ) ,adicione em seguida solução de hidróxido de sódio. Observa-se um precipitado de cor esverdeada ,insolúvel em excesso de reagente. OBS 1: o Ni(OH)2 é solúvel em hidróxido de amônio ou em sais de amônio devido a formação de complexo amoniacal. OBS 2: O hidróxido de níquel não se oxida por ebulição ao ar nem pela adição de peróxido de hidrogênio, mas sim pelo hipoclorito de sódio. REAÇÃO QUÍMICA: Ni2+ + 2OH- Ni(OH)2↓ (esverdeado) Ni(OH)2↓ + H2O + NaClO 2Ni(OH )3↓ + Na+ + Cl- (preto) 23 b) Dimetilglioxima OH O CH3C = NOH CH3C = N N = C-CH3 2 + Ni+2 + 2NH4OH Ni + 2NH4+ CH3C = NOH CH3C = N N = C-CH3 +2H2O O O PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque 10 gotas da solução problema, adicione gotas de solução alcoólica de dimetilglioxima, gotas de hidróxido de amônio. Deverá ocorrer formação de precipitado floculoso avermelhado de dimetilglioxima níquel. OBS 1 : pode-se catalisar a reação por aquecimento, principalmente por se tratar de soluções diluídas. OBS 2 : a dimetilglioxima níquel se forma em meio amoniacal. OBS 3: em meio ácido a reação não se processa, pois a DMG é um ácido fraco e o complexo acaba sendo destruído. OBS 4: deve-se evitar excesso de hidróxido de amônio, o que acarretaria na formação do complexo amoniacal de níquel. OBS 5 : Interferentes: Fe+2 ; Bi+3 e Co+2 , quando em quantidades superiores a do níquel. Cobalto a) Sulfeto de amônio : Co2+ + S2- CoS ↓ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque dez gotas da solução problema ( use nitrato de cobalto ) ,adicione em seguida solução de sulfeto de amônio. Obtêm-se um precipitado de cor negra. OBS 1: o ppt preto de CoS é insolúvel em ácido clorídrico diluído OBS 2: o ppt solubiliza em HNO3 concentrado . REAÇÃO QUÍMICA : 3 CoS ↓+ 8 H+ + 2 NO3- 3 Co+2 + 3 S ↓ + 2 NO↗ + 4 H2O 24 OBS 3: o ppt solubiliza em solução de ácido acético contendo H2O2. REAÇÃO QUÍMICA :CoS ↓+ 2H+ + H2O2 Co+2 + S↓+ 2 H2O b) Hidróxido de amônio : Co2+ + X- + NH4OH Co(OH)X ↓ + NH4+ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque dez gotas da solução problema ( use nitrato de cobalto ) ,adicione em seguida solução de hidróxido de amônio. Obtêm-se um precipitado de cor azulada. OBS 1: caso haja excesso de reativo ou sais de amônio o precipitado se solubiliza devido a formação de complexo amoniacal de cor amarela parda que em exposição ao ar avermelha-se. REAÇÃO QUÍMICA : Co+2 + NO3- + OH- Co (NO3)OH ↓ (azulado) 4 Co (NO3)OH ↓+ 28 NH4OH + O2 4 [ Co(NH3)6 ] (OH )3 + 4 NH4NO3 + 22 H2O (amarelo pardoavermelhado) c) Hidróxido de sódio : Co2+ + X- + OH- Co(OH)X↓ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque dez gotas da solução problema ( use nitrato de cobalto ) ,adicione em seguida solução de hidróxido de sódio. Inicialmente obtêm-se um precipitado gelatinoso de cor azul. OBS 1: fervendo-se a solução ou adicionando excesso de reativo o sal básico se transforma em hidróxido de cobalto de cor levemente avermelhada. REAÇÃO QUÍMICA : Co(NO3)OH + OH- exc. Co(OH )2 OBS 2: aquecendo o precipitado na presença de ar obtêm-se hidróxido de cobalto III de cor castanha. REAÇÃO QUÍMICA: 2Co(OH )2 + 1/2O2 + H2O 2Co(OH )3 d) Tiocianato de amônio. : Co2+ + 4SCN- [Co(SCN)4]2- PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque dez gotas da solução problema ( use nitrato de cobalto ) ,adicione em seguida solução concentrada de tiocianato de amônio ( ou alguns cristais ),mais 10 gotas de álcool amílico. Obtêm-se uma coloração de cor azul na fase alcoólica devido a formação de um íon complexo de cobaltotiocianato. OBS 1: interferente: Fe III, que pode ser mascarado com solução de fluoreto de sódio formando um complexo estável de [ FeF6 ]-3 25 Manganês a) Sulfeto de amônio : Mn2+ + S2- MnS ↓ PROCEDIMENTO: Adicione em um tubo de ensaio 10 gotas da solução problema ( use nitrato de manganês II ), em seguida coloque gotas de sulfeto de amônio. Deverá formar-se um precipitado de cor rósea. OBS1: precipitado de MnS é facilmente solúvel em ácidos diluídos. b) Hidróxido de sódio : Mn2+ + 2NaOH Mn(OH)2 ↓ + 2 Na+ PROCEDIMENTO: Adicione em um tubo de ensaio 10 gotas da solução problema ( use nitrato de manganês II ), em seguida coloque gotas de hidróxido de sódio.Deverá formar-se um precipitado de cor branca. OBS1: o precipitado de hidróxido de manganês II é insolúvel em excesso de reativo. OBS2: o precipitado em contato com ar sofre oxidação apresentando cor castanha. REAÇÃO QUÍMICA: 4 Mn(OH)2 ↓ + O2 + 2H2O 4 Mn(OH)3 2 Mn(OH)2 ↓ + O2 2 H2MnO3 OBS3: caso utilizemos hidróxido de amônio como reagente precipitante ocorrerá precipitação parcial de hidróxido de manganês, que é solúvel em sais de amônio. c) Dióxido de chumbo em meio ácido. Reação de Volhard. 2Mn2+ + 5PbO2(s) + 4H+ 2MnO4- + 5Pb2+ + 2H2O PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque 10 gotas da solução a analisar, adicione um pouco de dióxido de chumbo sólido e 15 gotas de ácido nítrico concentrado. Aqueça a mistura. Deixe esfriar. O excesso de dióxido de chumbo deverá decantar. Na fase líquida deverá aparecer uma coloração violeta, indicando a presença do manganês. OBS1: a solução não deve conter redutores, como os íons cloretos etc. 26 REAÇÀO QUÍMICA: 2MnO4- + 16 H+ + 10 Cl- 2 Mn+2 + 8H2O + 5 Cl2↗ OBS2: deve-se evitar excesso de íons Mn+2, pois este pode reduzir o MnO4- formado até MnO(OH)2 . REAÇÀO QUÏMICA: 2MnO4- + 3 Mn+2 + 7H2O 5 MnO(OH)2 + 4 H+ d) Reação com bismutato de sódio : 2Mn2+ + 5 BiO3- + 14H+ 2MnO4- + 5Bi3+ + 7 H2O PROCEDIMENTO: Coloque uma gota a analisar sobre uma placa de vidro, adicione uma gota de ácido nítrico concentrado e uma pitada de bismutato de sódio. Deverá aparecer uma coloração púrpura devido a formação do ácido permangânico. OBS 1: reação química realizada a frio, sendo que o excesso de manganês não interfere na reação. Zinco a) Sulfeto de amônio : Zn2+ + S2- ZnS↓ PROCEDIMENTO: Adicione em um tubo de ensaio 10 gotas da solução problema,em seguida sulfeto de amônio.Ocorrerá formação de um precipitado branco. OBS 1 : precipitado de ZnS é insolúvel em ácido acético OBS 2 : precipitado de ZnS apresenta-se solúvel frente ao ácido clorídrico. REAÇÃO QUÍMICA: ZnS ↓ + 2 H+ Zn+2 + H2S↗ b) Hidróxido de sódio : Zn2+ + OH- Zn(OH)2↓ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque 10 gotas da solução problema, em seguida gotas de hidróxido de sódio. Ocorrerá formação de um precipitado branco . OBS 1: precipitado de hidróxido de zinco é solúvel em excesso de reativo e em ácidos diluídos. REAÇÀO QUÏMICA: Zn(OH)2 + 2 OH- Zn(OH)4-2 OBS 2: Se a reação for realizada em presença de hidróxido de amônio,o precipitado será branco, solubilizará em excesso de reativo devido a formação de complexo amoniacal. REAÇÀO QUÏMICA: Zn(OH)2 + 4 NH3 [ Zn ( NH3 )4 ]+2 c) Difenilcarbazona (Ditizona): C6H5N==NC(S)NHNHC6H5 Zn(C6H5N==NC(S)NHNHC6H5)2 PROCEDIMENTO: Pegue uma fita pequena de papel de filtro, umideça com 5 gotas de sua solução problema,adicione uma gota de hidróxido de sódio. Contorne a mancha úmida formada com solução de ditizona clorofórmica, utilizando-se de um tubo capilar ou conta 27 gotas. Se íons zinco estiver presente formar-se-a um anel de cor rósea. OBS 1: caso a solução problema não tenha zinco, a mancha tornar-se-a amarela, própria da ditizona em meio alcalino. Ferro(II) a) Sulfeto de amônio : Fe2+ + S2- FeS ↓ ( preto ) PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque 10 gotas da solução problema, em seguida adicione sulfeto de amônio. Deve formar um precipitado de cor preta. OBS 1: o precipitado FeS é facilmente solúvel em ácido clorídrico diluído. REAÇÃO QUÍMICA : FeS ↓ + 2 H+ Fe+2 + H2S ↗ b) Hidróxido de sódio : Fe2+ + 2 NaOH Fe(OH)2 ↓+ 2 Na+ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque 10 gotas da solução problema, em seguida adicione hidróxido de sódio. Haverá formação de um precipitado branco esverdeado de hidróxido de ferro II. OBS1: este hidróxido de ferro II é insolúvel em excesso de reativo. OBS2: este hidróxido de ferro II em presença de ar atmosférico é oxidado formando hidróxido de ferro III, cuja cor é avermelhada. REAÇÃO QUÍMICA: 4 Fe( OH )2 ↓ + 2H2O + O2 4 Fe ( OH )3 OBS3: se utilizarmos no processo de precipitação hidróxido de amônio, poderá não haver formação de precipitado, visto a possibilidade de termos íons amônio em excesso. c) Ferricianeto de potássio : 3 Fe2+ + 2 [Fe(CN)6]3- Fe3[Fe(CN)6]2 PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque 10 gotas da solução problema e adicione solução de ferricianeto de potássio. O precipitado obtido é de cor azul escuro , conhecido como azul de Turnbull. OBS 1: esse precipitado é dissolvido em presença de álcalis como hidróxido de sódio ou potássio. REAÇÃO QUÍMICA : Fe3[Fe(CN)6]2 + 6 OH- 2 [Fe(CN)6]3- + 3 Fe (OH )2↓ Ferro(III) a) Sulfeto de amônio : 2Fe3+ + 3S2- Fe2S3↓ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque 10 gotas da solução problema ( FeCl3) e 28 adicione solução de sulfeto de amônio. O precipitado obtido é de cor preta de sulfeto férrico. OBS 1: este ppt é sol. em HCl dil., ocorrendo reação de redução de ferro III para ferro II. REAÇÃO QUÍMICA : Fe2S3 ↓ + 4 H+ Fe+2 + S + 2 H2S↗ b) Hidróxido de sódio : Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3 ↓ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque 10 gotas da solução problema ( use cloreto de ferro III ) e adicione solução de hidróxido de sódio. O precipitado obtido é de cor .vermelho castanho de hidróxido férrico. OBS1: este precipitado é insolúvel em presença de excesso de reativo, este fator é o que o diferencia do alumínio e cromo OBS2: o processo de precipitação semelhante também ocorre utilizando hidróxido de amônio. c) Ferrocianeto de potássio: 4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4- Fe4[Fe(CN)6]3 ↓ ( azul intenso ) PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque 10 gotas da solução problema ( use cloreto de ferro III ) e adicione solução de ferrocianeto de potássio. O precipitado obtido é de cor azul intenso, também chamado de azul da Prússia. OBS1 : este precipitado é insolúvel em ácido clorídrico diluído OBS2 : este ppt é sol. Em HCl conc., hidróxidos alcalinos ou quando trabalhamos com excesso de precipitante. d) Tiocianato : Fe3+ + 6SCN- [Fe(SCN)6]-3 PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque 10 gotas da solução problema ( use cloreto de ferro III ) e adicione ácido clorídrico diluído mais tiocianato de amônio. O precipitado obtido é de cor vermelha intensa indica a presença de ferro III. OBS1: caso a concentração de ferro III seja baixa, podemos adicionar um pouco de éter. O complexo formado é solúvel em éter, o que acarreta formação de coloração vermelha na camada etérea. Alumínio a) Sulfeto de amônio : Al3+ + 3S2- + 3H2O Al(OH)3 ↓+ 3HS- 29 PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque 10 gotas da solução problema ( use nitrato de alumínio ) e adicione sulfeto de amônio. O precipitado obtido é de cor branca gelatinosa . b) Hidróxido de sódio : Al3+ + 3OH- Al(OH)3↓ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque 10 gotas da solução problema ( use nitrato de alumínio ) e adicione hidróxido de sódio. O precipitado obtido é de cor branca gelatinoso. OBS1 : este precipitado é solúvel em excesso de reativo, e em ácidos. OBS2 : por ocasião de adição de hidróxido de amônio, o hidróxido de alumínio formado é pouco solúvel em excesso de reativo. c) Alizarina : [Al(OH)3]x + Aliz- [Al(OH)3]x-1 . Al-(OH)2(Aliz) + OH- laca vermelha de alumínio-alizarina PROCEDIMENTO: Obter o hidróxido de alumínio ( como descritoacima ) em um tubo de ensaio e adicionar gotas de alizarina. Formar-se-a uma laca vermelha de alizarinato de alumínio. OBS1: são interferentes : Fe+3 ; Cr+3 ; Mn+2 e outros. Estes, podem ser evitados tratando a solução com ferrocianeto de potássio. Crômio a) Sulfeto de amônio : Cr3+ + 3S2- + 3H2O Cr(OH)3 ↓ + 3HS- PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque 10 gotas da solução problema ( use nitrato de crômio) e adicione sulfeto de amônio. O precipitado obtido é de cor verde acinzentado. b) Hidróxido de sódio : Cr3+ + 3OH- Cr(OH)3 ↓ 30 PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque 10 gotas da solução problema ( use nitrato de crômio) e adicione hidróxido de sódio. O precipitado obtido é de cor verde acinzentado. OBS1: o precipitado é solúvel em excesso de reativo devido a formação de tetrahidroxicromiato. REAÇÃO QUÍMICA: Cr3+ + 3OH- Cr(OH)3 ↓ Cr(OH)3 + OH- Cr(OH)4- OBS2 : se utilizarmos NH4OH ,obteremos o mesmo hidróxido mas apresentando solubilidade em excesso de reativo, devido a formação de complexo amoniacal que apresenta cor violeta ou rosada. O ppt pode ser obtido pelo aquecimento da solução. REAÇÃO QUÍMICA : Cr(OH)3 + 6 NH4OH [ Cr (NH3 )6 ] ( OH )3 + 6 H2O PROCEDIMENTO DE ANÁLISE SEPARAÇÃO DOS CATIONS : FERRO, MANGANÊS, ALUMÍNIO, CRÔMIO, ZINCO, NÍQUEL E COBALTO Em um béquer de 50 ml preparar uma mistura adicionando-se 20 gotas de solução dos seguintes nitratos: Fe(NO3)3, Al(NO3)3, Cr(NO3)3, Ni(NO3)2, Co(NO3)2, Mn(NO3)2 e Zn(NO3)2. Aquece-se à ebulição e adiciona-se hidróxido de amônio até o meio ficar ligeiramente básico. Junta-se solução de sulfeto de amônio até que a precipitação tenha sido quantitativa, mantendo-se a temperatura a cerca de 60°C durante 10 minutos. Filtra-se e lava-se o precipitado de quatro a cinco vezes com pequenas porções de solução diluída de cloreto de amônio (1 + 9) aquecida, contendo um pouco de sulfeto de amônio. O precipitado: Deve ser imediatamente transferido para uma cápsula e tratado com ácido clorídrico diluído. Agita-se primeiramente a frio, aquecendo-se depois ligeiramente entre 30 e 40°C, até, não haver mais desprendimento de H2S. Filtra-se e lava-se o precipitado de quatro a cinco vezes com água. No filtrado: Ferve-se para eliminação de H2S e procede-se a separação dos íons Fe3+, Mn2+, Al3+ , Zn2+ e Cr3+ (*). 31 O precipitado: Deve ser transferido para uma cápsula e tratado, a quente, com o menor volume possível de ácido nítrico diluído. Evapora-se em banho-maria até secagem. Trata-se com um mínimo de água e procedem-se as identificações dos íons Ni2+ e Co2+ , diretamente sem separação. (*) Separação de Zinco, Manganês, Ferro, Alumínio e Crômio A solução ác. clorídrica contendo os cátions em estudo, tratada com hidróxido de sódio em excesso e gotas de água oxigenada é aquecida à ebulição durante 5 minutos. Filtra-se ainda quente e lava-se com água quente, abandonando as águas de lavagem. O precipitado: Estes cátions podem ser identificados diretamente no precipitado, sem necessidade de separação prévia. Com uma porção do precipitado, executam- se as provas de identificação do ferro (III). Com outra porção procede-se a identificação do manganês. No filtrado: Separados o ferro e o manganês, o filtrado é acidulado com ác. clorídrico diluído e depois de tratado com excesso de hidróxido de amônio é aquecido à ebulição. Filtra-se e lava-se com água quente contendo hidróxido de amônio. No precipitado branco, identifica-se o alumínio. Ao filtrado adiciona-se ácido acético, acetato de sódio e cloreto de bário, aquece- se e filtra-se o precipitado amarelo que se forma. No filtrado da separação identifica-se também o zinco. ESQUEMA DE SEPARAÇÃO Fe2+ Fe3+ Mn2+ Al3+ Cr3+ Zn2+ Ni2+ Co2+ NH4OH + (NH4)2S FeS Fe2S3 Al(OH)3 Cr(OH)3 MnS ZnS CoS NiS HCl Fe3+ Mn2+ Al3+ Cr3+ Zn2+ CoS NiS NaOH + H2O2 Fe(OH)3 MnO(OH)2 [Al(OH)4]- CrO42- [Zn(OH)4]2- 32 Al3+ Cr2O72- Zn2+ NH4OH Al(OH)3 CrO42- [Zn(NH3)6]2+ HAc + NaAc + BaCl2 BaCrO4 Zn2+ IDENTIFICAÇÃO DE CÁTIONS DO GRUPO IV Hg+2, Bi+3, Cd+2 ,Cu+2 e Pb+2 (Grupo do Ácido Sulfídrico) Bismuto a) Sulfeto de hidrogênio : 2Bi3+ + 3H2S Bi 2S3 ↓ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio adicione 10 gotas da solução problema ( use nitrato de bismuto ) passe uma corrente de sulfeto de hidrogênio ( ou adicione tioacetamida ). Formar-se- a um precipitado acastanhado. OBS1: o precipitado é solúvel em ácido clorídrico concentrado e em ácido nítrico diluído a quente. REAÇÕES QUÍMICAS: Bi2S3 ↓ + 6HCl 2Bi3+ + 6Cl- + 3H2S Bi2S3↓ + 8H+ + 2NO3- 2Bi3+ + 3S ↓ + 2NO ↗ + 4H2O b) Hidróxido de sódio : Bi3+ + 3OH- Bi(OH)3 ↓ 33 PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio adicione 10 gotas da solução problema ,adicione solução de hidróxido de sódio em excesso. Ocorrerá formação de hidróxido de bismuto de cor branca. OBS1: se utilizarmos hidróxido de amônio o mesmo acontecerá. c) Estanito de sódio : PROCEDIMENTO: Coloque num tubo de ensaio a solução a analisar, adicione hidróxido de sódio em excesso. Coloque pequena quantidade de estanito de sódio ou cloreto estanoso. Ocorre precipitação de bismuto metálico de cor negra. OBS: REAÇÕES QUÍMICAS: : Bi3+ + 3OH- Bi(OH)3↓ 2Bi(OH)3 ↓ + SnO22- 2Bi°↓ + 3SnO32- + 3H2O Cádmio a) Sulfeto de hidrogênio : Cd2+ + H2S CdS ↓ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio adicione 10 gotas da solução problema ( use nitrato de cádmio ) passe uma corrente de sulfeto de hidrogênio ( ou adicione tioacetamida ). Formar-se-a um precipitado de cor amarela. OBS1: o sulfeto de cádmio é solúvel em ácido nítrico diluído a quente e em ácido clorídrico. REAÇÕES QUÍMICAS: CdS↓ + 8H+ + 2NO3- Cd+2 + 3S↓ + 2 NO ↗ + 4 H2O CdS ↓ + 6 HCl CdCl4-2 + H2S↗ + 2 Cl- b) Hidróxido de sódio : Cd2+ + 2OH- Cd(OH)2 ↓ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio adicione 10 gotas da solução problema ( use nitrato de cádmio ) e adicione hidróxido de sódio. Formar-se-a um precipitado de cor branca. OBS1: o hidróxido de cádmio formado é insolúvel em excesso de reativo, porém solúvel em ácidos. OBS2: se utilizarmos hidróxido de amônio obteremos o mesmo 34 precipitado, porém solúvel em excesso de reativo, devido a formação de complexo amoniacal, incolor. REAÇÃO QUÍMICA: Cd(OH)2 ↓ + 4 NH4OH [ Cd ( NH3 )4 ]+2 + 2 OH- + 4 H2O Cobre a) Sulfeto de hidrogênio : Cu2+ + H2S( ou tioacetamida) CuS↓ + 2H+ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio adicione 10 gotas da solução problema ( use nitrato de cobre ) e adicione gotas de ácido clorídrico diluído e tioacetamida. Formar-se-a um precipitado de cor preta de sulfeto de cobre. OBS1: solúvel em ácido nítrico diluído a quente. REAÇÃO QUíMICA : CuS↓ + 8H+ + 2NO3- 3Cu+2 + S ↓ + 2NO ↗ + 4H2O b) Hidróxido de sódio : Cu2+ + 2OH- Cu(OH)2 ↓ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio adicione 10 gotas da solução problema ( use nitrato de cobre ) e adicione gotas de hidróxido de sódio. Formar-se-a um precipitado de cor azul gelatinoso de hidróxido de cobre II . OBS1: o precipitado azul gelatinoso quando aquecido transforma-se CuO de cor preta. REAÇÃO QUÍMICA: Cu2+ + 2OH- Cu(OH)2 ↓ Cu(OH)2 ↓ ---> CuO ↓ + H2O OBS2: Utilizando NH4OH as mesmas reações químicas acima ocorrem,porém o excesso de hidróxido de amônio solubiliza o precipitado devido a formação de complexo tetra-amin cobre, de coloração azul intensa. Cu2+ + 2OH- Cu(OH)2 ↓ + 2NH4+ Cu(OH)2 ↓ + 4NH4OH [ Cu ( NH3 )4 ]+2 (Azul intenso) + 2OH- + 4H2O c) Iodeto de potássio : 2Cu2+ + 4 I- 2CuI ↓ + I2 PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio adicione 10 gotas da solução problema ( use nitrato de cobre ) e adicione gotas de iodeto de potássio. Formar-se-a um precipitado de cor branca de Iodeto de cobre I e separação de iodo. 35 Chumbo a) tiacetamida ou ácido sulfídrico: Pb+2 + S-2 PbS ↓ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio adicione 10 gotas da solução problema ( use nitrato de chumbo ) e adicione gotas de tiacetamida. Formar-se-a um precipitado de cor preta solúvel em ácido nítrico diluído a quente. REAÇÃO QUÍMICA: Pb+2 + S-2 PbS ↓ PbS ↓ + 8H+ + 2NO3- Pb+2 + 2NO ↗ + 3S ↓ + 4H2O b) hidróxido de sódio : Pb+2 + 2OH- Pb(OH)2 ↓ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio adicione 10 gotas da solução problema ( use nitrato de chumbo ) e adicione gotas de hidróxido de sódio. Formar-se-á um precipitado de cor branca, solúvel em excesso de reativo. REAÇÃO QUÍMICA: Pb(OH)2 ↓ + 8H+ + 2NO3- Pb+2 + 2NO↗ + 3S↓ + 4H2O OBS1: se utilizarmos hidróxido de amônio o mesmo ocorrerá, porém insolúvel em excesso de reativo. c) cromato de potássio : Pb+2 + CrO4-2 PbCrO4 ↓ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio adicione 10 gotas da solução problema ( use nitrato de chumbo ) e adicione gotas de cromato de potássio. Formar-se-á um precipitado de cor amarela, solúvel em álcalis cáusticos. REAÇÃO QUÍMICA : Pb+2 + CrO4-2 PbCrO4↓ Obs: PbCrO4 ↓ + 4 OH- PbO2-2 + CrO4-2 + 2H2O sssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssss PROCEDIMENTO DE ANÁLISE SEPARAÇÃO DOS CATIONS : MERCÚRIO(II), CHUMBO, BISMUTO, CÁDMIO E COBRE A solução contendo os cátions de mercúrio(II), chumbo, bismuto, cádmio, cobre e cerca de 10% de ácido clorídrico concentrado., com um volume de cerca de 36 10 ml deve ser colocada em um frasco erlenmeyer de 200 ou 250 ml, munido de um sistema próprio para introdução de gases. Aquece-se a solução à ebulição, liga-se ao gerador de H2S e faz-se passar uma corrente de gás, com a saída de segurança do frasco aberta, durante alguns segundos no início, fechando-a em seguida e diminuindo a intensidade da corrente de H2S. Após 1 minuto, interrompe-se a introdução de gás e adiciona-se um volume de água quente igual ao original, introduzindo novamente H2S. Esta operação deve ser feita duas vezes, isto é, a solução original deverá ser diluída ao triplo. Com uma pequena porção da solução sobrenadante, faz-se uma prova com água de H2S, para certificar-se de que a precipitação foi quantitativa; em caso contrário, deve-se adicionar mais água quente e passar H2S por mais 5 minutos. Após a precipitação, deixa-se repousar a cerca de 50°C durante 10 minutos. Filtra-se o precipitado dos sulfetos e lava-se, de quatro a cinco vezes, com água quente. O precipitado deve ser imediatamente transferido para uma cápsula e tratado com cerca de 5 ml de ácido nítrico (2 vol. dil. + 1 vol. conc.) e aquecido entre 40-50°C, durante 5 minutos. Dilui-se, filtra-se e lava- se. Transfere-se o precipitado para uma cápsula e adiciona-se cerca de 2 ml de água régia (3 vol. ác. clorídrico conc. + 1 vol. de ác. nítrico concentrado). Aquece-se até à dissolução dos sulfetos, dilui-se ao dobro com água e filtra-se para separar o enxofre. Nessa solução identifica-se o mercúrio(II), pelas provas já indicadas. Ao filtrado do tratamento com ácido nítrico, adicionam-se cerca de 5 ml de ácido sulfúrico diluído e evapora-se até desprendimento de vapores brancos. Deixa-se esfriar, adiciona-se ácido sulfúrico diluído e filtra-se após 15 minutos. O precipitado deve ser dissolvido, para a identificação do chumbo, como já indicado. Ao filtrado do tratamento com ácido sulfúrico, adiciona-se hidróxido de amônio em excesso e filtra-se. Identifica-se o bismuto, no precipitado, com estanito de sódio, adicionando o reagente sobre o filtro. O filtrado amoniacal de cor azul devido a presença de cobre, deve ser tratado com solução de (NH4)2S. Filtra-se o precipitado formado e trata-se com H2SO4 diluído (1:1), em uma cápsula, a quente. Decanta-se o líquido sobrenadante, neutraliza-se com amônia e adiciona-se (NH4)2S; um precipitado amarelo indica a presença de cádmio. ssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssss ESQUEMA DE SEPARAÇÃO Hg2+ Pb2+ Bi3+ Cu2+ Cd2+ HCl + H2S 37 HgS PbS Bi2S3 CuS CdS HNO3 HgS Pb2+ Bi3+ Cu2+ Cd2+ H2SO4 PbSO4 Bi3+ Cu2+ Cd2+ NH4OH Bi(OH)SO4 [Cu(NH3)4]2+ [Cd(NH3)6]2+ (NH4)2S CuS CdS H2SO4 CuS Cd2+ REAÇÕES DE IDENTIFICAÇÃO ÂNIONS Cloreto a) Íon prata : Cl- + Ag+ AgCl ↓ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque 10 gotas de solução a ser analisada ( use cloreto de sódio ), adicione ácido nítrico diluído ( verifique se o meio está ácido com papel de tornassol ) e em seguida adicione gotas de nitrato de prata. Haverá formação de cloreto de prata de cor branca caseosa que escurece sob a ação da luz. OBS1: o precipitado de cloreto de prata solubiliza em presença de excesso: hidróxido de amônio, cianeto de potássio, tiossulfato de sódio formando complexos solúveis e estáveis. Exemplo: AgCl ↓ + 2NH4OH Ag(NH3 )2+ + Cl- + H2O OBS2: o cloreto de prata pode ser reprecipitado por adição de ácido nítrico. REAÇÕES QUÍMICAS: Cl- + Ag+ AgCl ↓ Brometo a) Íon prata (meio ácido) : Br- + Ag+ AgBr ↓ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque 10 gotas de solução a ser analisada ( use 38 brometo de potássio ) e em seguida adicione gotas de nitrato de prata. Haverá formação de brometo de prata de cor amarelo pálido, caseoso . OBS1: o precipitado é insolúvel em ácido nítrico diluído; insolúvel em solução de hidróxido de amônio diluído ,porém dissolve-se em solução concentrada. O precipitado é ainda solúvel em cianeto de potássio e tiossulfato de sódio por formar complexos estáveis em solução. REAÇÕES QUÏMICAS: AgBr + 2NH3 [ Ag ( NH3 )2 ] Br AgBr + 2CN- [ Ag ( CN )2 ]- + Br- Iodeto a) nitrito de sódio (meio ácido) : 2 I- + 2 NO2- + 4H+ → I2 ↓ + 2NO ↗ + 2H2O PROCEDIMENTO: Coloque uma gota da solução problema sobre um vidro de relógio, adicione uma gota de solução de amido e uma gota de solução de nitrito de sódio. Adicione ainda uma gota de ácidosulfúrico. Ocorre oxidação do íon iodeto à iodo livre, que se reconhece pelo aparecimento de coloração azul intenso, devido a formação de complexo de iodo com amido. OBS: ao aquecer a solução cuja equação química se encontra acima, a coloração desaparece, porém ao esfriar-se a coloração reaparece. Sulfato a) íon bário : SO42- + Ba2+ BaSO4 ↓ PROCEDIMENTO: Coloque 10 gotas de sulfato de sódio em um tubo de ensaio,gotas de ácido clorídrico diluído e a seguir gotas de cloreto de bário.Formará um precipitado branco de sulfato de bário. Carbonato a) Ácidos diluídos : CO32- + 2H+ H2CO3 H2O + CO2 39 PROCEDIMENTO: Coloque no tubo A a substância a ser analisada ( use carbonato de sódio sólido ) e aproximadamente 10 gotas de ácido clorídrico diluído. No tubo B coloque solução de hidróxido de bário ( água de barita ). Aqueça o tubo A cuidadosamente,de modo que o líquido nele contido não passe para o tubo B. Na presença de carbonato, observaremos formação de uma película leitosa sobre o líquido contido no tubo B, ou turvação da solução. A B OBS1: o íon carbonato é um ânion do ácido fraco H2CO3 instável, que se decompõe em CO2 e H2O . Dentre os carbonatos neutros, são solúveis em água apenas os de sódio, potássio e amônio. Acetato a) Ácido sulfúrico diluído : CH3COO- + H+ CH3COOH PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio dicionar 10 gotas de acetato de sódio, em seguida dicionar ácido clorídrico diluído. Deverá ser sentido o odor característico de ácido acético formado. Nitrato a) Difenilamina (C6H5.NH.C6H5) : NO3- PROCEDIMENTO: Coloque sobre um pedaço de papel de filtro 1 gota da solução problema, 1 gota de solução sulfúrica de difenilamina. Aparecerá um azul intenso , indicando a presença do ânion NO3- . OBS1: a reação química sofre interferência de vários agentes oxidantes. Fosfato a) Íon prata : PO43- + 3Ag+ Ag3PO4 ↓ PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque 10 gotas da solução problema ( use fosfato de amônio ), em seguida gotas de nitrato de prata. Aparecerá um precipitado amarelo de fosfato de prata, que é solúvel em hidróxido de amônio ( por formar um complexo estável em solução ) e ácido nítrico. 40 REAÇÃO QUÍMICA: PO43- + 3Ag+ Ag3PO4 ↓ + 6NH4OH 3 [ Ag (NH3 )2]+ + PO43- + 6H2O Tiossulfato a) Solução de I2 PROCEDIMENTO: Em um tubo de ensaio coloque 10 gotas de solução de tiossulfato de sódio, seguindo-se solução de iodo. O iodo é descorado pela solução de tiossulfato, com formação de tetrationatos. REAÇÃO QUÍMICA: I2 + 2S2O32- 2I- + S4O62- Sulfeto a) nitroprussiato de sódio PROCEDIMENTO : Em um pedaço de papel de filtro coloque uma gota da solução problema,uma gota de hidróxido de amônio, e adicione uma gota de nitroprussiato de sódio. Deverá aparecer coloração violeta. REAÇÃO QUÍMICA : S-2 + Na 2 [ Fe (CN )5 NO ] Na 2 [Fe (CN )5 NOS ]-2 BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA --------------------------------------------------- AVALIAÇões . As seguintes NORMAS deverão ser observadas: IDENTIFICAÇÃO DE CÁTIONS DO GRUPO I Na+ ; K+ ; NH4+ ; Li+ IDENTIFICAÇÃO DE CÁTIONS DO GRUPO II Mg+2 ; Ca+2 ; Sr+2 ; Ba+2 OBS 1: o precipitado branco é o BaCO3 , que é solúvel em ácidos minerais e em ácido acético. OBS 2: teste o precipitado adicionando um sal de amônio. O que acontece ? Porquê ? Em tubo de ensaio, faz-se uma mistura das soluções dos cloretos (ou nitrato) desses 4 cátions (no máximo 10 gotas de cada solução). Aquece-se essa mistura com cuidado (aproximadamente 60°C) e adiciona-se solução de cloreto de amônio e carbonato de amônio até não haver mais formação de precipitado, mantendo-se a temperatura a 60oC durante alguns minutos. Em seguida centrifuga-se durante 2-3 minutos. O precipitado deve ser lavado com duas pequenas porções de água quente contendo carbonato de amônio. O filtrado e as águas de lavagens são reunidos em um béquer e evaporados a cerca de 2 ml. Com parte dessa solução faz-se a identificação do magnésio. O precipitado dos carbonatos é dissolvido pela adição, do menor volume possível, de ácido acético diluído quente (50-60°C). essa solução deve ser tamponada pela adição de solução de acetato de sódio (volume mais ou menos igual ao do ácido acético adicionado previamente) e igual volume da solução de dicromato de potássio. Aquece-se durante alguns minutos e centrifuga-se quando frio. Dissolve-se parte do precipitado em ácido clorídrico diluído e faz-se a prova de coloração a chama, a fim de confirmar a presença de bário. Com solução de onde foi separado o precipitado amarelo, repete-se o tratamento com hidróxido e carbonato de amônio, nas condições já indicadas. Centrifuga-se e lava-se com água contendo carbonato de amônio, até o precipitado ficar branco. Dissolve-se o precipitado com o menor volume possível de ácido acético diluído quente. Leva-se essa solução à ebulição e adicionam-se cerca de 2 ml da solução de sulfato de amônio, aquece-se, alcaliniza-se com hidróxido de amônio e centrifuga-se. Com o precipitado branco faz-se a prova de coloração a chama a fim de confirmar a presença de estrôncio. O filtrado, que deve ser acético, é tratado, à ebulição, com cerca de 1 ml de solução de oxalato de amônio. Deixa-se esfriar e centrifuga-se. Com o precipitado executa-se a prova de coloração a chama para confirmar a presença de cálcio IDENTIFICAÇÃO DE CÁTIONS DO GRUPO III Ni+2 ; Co+2 ; Fe+2 ; Mn+2 ; Cr+3 ; Al+3 ; Zn+2 ; Fe+3 IDENTIFICAÇÃO DE CÁTIONS DO GRUPO IV Hg+2, Bi+3, Cd+2 ,Cu+2 e Pb+2 SEPARAÇÃO DOS CATIONS : MERCÚRIO(II), CHUMBO, BISMUTO, CÁDMIO E COBRE
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