GABARITO - Ânions e Sais

Prévia do material em texto

QUESTÃO 1 
1. VERDADEIRO 
Observando as semi-reações de redução e seus respectivos potenciais padrões, é evidente que a redução 
do permanganato é potencialmente favorável. 
MnO4
- + 8H+ + 5e- ⇌ Mn2+ + 4H2O E
0 = 1,51 V 
 SO4
2- + 2H+ + 2e- ⇌ SO3
2- + 4H2O E
0 = 0,20 V 
O baixo potencial de redução do íon SO4
2- a SO3
2- mostra que o permanganato é preferencialmente 
reduzido e, por conseguinte, o íon SO3
2- tende a ser oxidado. A equação global: 
2 MnO4
- + 6 H+ + 5 SO3
2- ⇀ 2 Mn2+ + 2 SO4
2 + 3 H2O 
 
A mudança de cor se dá pela conversão do permanganato, que é violeta, a manganês II, que é incolor. 
Portanto, sulfito é um ânion redutor que, em meio ácido é oxidado pelo íon permanganato. 
2. VERDADEIRO 
No caso do meio alcalino, também ocorre redução do permanganato. Entretanto, o mecanismo é 
diferente. A concentração de H+ no meio é pequena demais para que a redução ocorra com a semi-reação 
do permanganato a manganês II. 
Então o permanganato age oxidando o sulfito a sulfato, mas dessa vez as semi-reações envolvidas são 
MnO4
- + 2H2O + 3e
- ⇌ MnO2 + 4OH
- E0 = 0,60 V 
SO4
2- + 2H+ + 2e- ⇌ SO3
2- + 4H2O E
0 = 0,20 V 
Somando as reações redução e oxidação, temos a equação global: 
2 MnO4
- + 3 SO3
2- + H2O ⇀ 2 MnO2↓ + 3 SO4
2- + 2 OH- 
 
 
A formação de óxido de manganês explica o precipitado marrom. 
3. VERDADEIRO 
O iodeto amidonado é um agente redutor, enquanto o permanganato é oxidante [isso fica visível se 
observar os potenciais de redução]. Obviamente eles reagem entre si gerando iodo molecular, manganês 
e água: 
I2 + 2e
- ⇌ 2I E0 = 0,54 V 
MnO4
- + 8H+ + 5e- ⇌ Mn2+ + 4H2O E
0 = 1,51 V 
VIOLETA Incolor 
VIOLETA Precipitado marrom 
2 MnO4
- + 16 H+ + 10 I- ⇀ 2 Mn2+ + 5 I2 + 8 H2O 
 
O I2 formado complexa com o amido gerando a 
coloração azul intensa 
4. VERDADEIRO 
Novamente, ao observar o potencial de redução do dicromato é evidente seu caráter oxidante. Se o 
sulfito é um agente redutor, eles reagem em meio ácido para gerar cromo III, água e sulfato. A reação é 
altamente favorável, fato claramente observado na ddp do sistema. 
SO4
2- + 2H+ + 2e- ⇌ SO3
2- + 4H2O E
0 = 0,20 V 
Cr2O
2-
7 + 14H
+ + 6e- ⇌ 2Cr3+ + 7H2O E
0 = 1,33 V 
 
5. FALSO 
O oxalato é um ânion de caráter REDUTOR. A coloração azul aparece somente se o íon I- for oxidado a I2
0. 
Portanto, o potencial de redução do oxalato (ácido oxálico) é extremamente baixo e ele é incapaz de ser 
reduzido pelo I-. 
OBS.: Para que essa questão ficasse mais completa, seria necessária a semi-reação de redução do oxalato 
com seu respectivo potencial. Assim, ficaria quantitativamente visível essa afirmação. Esqueci de colocá-
la no enunciado, mas é possível resolver sem esses dados. 
QUESTÃO 2 
Uma alíquota da solução amostra é inserida no microgerador e, em seguida, é tratada com excesso de 
ácido clorídrico. O meio ácido promove a protonação, deslocamento do equilíbrio das espécies em 
solução e favorecendo a formação de ácido carbônico. O H2CO3 é instável e se decompõe rapidamente 
liberando água e desprendendo dióxido de carbono. 
CO3
2- + 2H+ ⇌ HCO3
- + H+ ⇌ H2CO3 ⇌ CO2↑ + H2O 
 
O CO2 liberado escapa pela saída lateral que é imersa em água de barita. Na medida em que o gás é 
borbulhado na solução, ele reage com o Ba(OH)2 gerando um carbonato insolúvel de BaCO3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cr2O7 
2-- + 8 H+ + 3 SO3
- ⇀ 2 Cr3+ + 3 SO4
2- + 4 H2O 
 
Laranja Verde 
Instável 
Produto de 
decomposição 
CO2 
CO3
2- + 2H+ ⇌ CO2↑ + H2O CO2↑ + Ba(OH)2 ⇌ BaCO3 ↓ 
A turvação da solução seguida de aparição de precipitado branco confirma a presença de carbonato na amostra. 
Também é acrescentando zinco metálico microgerador para facilitar o teste [detalhes na questão 3]. 
 
QUESTÃO 3 
Quando o zinco é adicionado, ocorre uma reação paralela à reação de protonação (aquela da questão 
2). Parte do hidrogênio sofre redução, desprendendo H2 junto com o CO2. 
Zn0 + 2H+ ⇌ Zn2+ + H2↑ 
De fato, o H2 não participa da reação no tubo com a água de barita e não influencia diretamente na 
reação do carbonato e ácido no microgerador. Sua função é única e somente arrastar o CO2 de um tubo 
para o outro. 
A reação de oxi-redução do hidrogênio com o zinco é extremamente favorável. A quantidade de H2 
desprendida aumenta a pressão no interior do tubo vigorosamente e força a saída dos gases pela lateral. 
Desta maneira, pode-se dizer que o H2 arrasta o CO2 consigo ajudando-o a passar pelo orifício lateral e 
sendo borbulhado na água de barita mais facilmente. [Princípio de P.V = N.R.T] 
 
Observe que, nas duas condições a quantidade de CO2 é a mesma. Entretanto, a quantidade total de gás é 
maior na presença de zinco devido à formação de H2. Sendo P e N diretamente proporcionais, a pressão 
também aumenta e o fluxo gasoso é favorecido no sentido com pressão menor (saída lateral). Enquanto 
isso, na ausência de zinco, o CO2 tende a ficar retido no microgerador, dificultando o teste. 
QUESTÃO 4 
I) Na presença de ácido clorídrico diluído, esses ânions desprendem gases. 
II) Esses ânions não apresentam uma característica fortemente solúvel. Alguns deles podem 
precipitar na presença de Ba2+, Ca2+ e Ag+. Dessa forma, a pesquisa por um determinado ânion 
pode ser induzida ao erro. 
III) ClO- oxidante; S2O3
2-redutor; SO3
2- redutor; NO2
- redutor e oxidante; CN- indiferente; CO3
2- 
indiferente 
QUESTÃO 5 
O teste é feito para investigar o comportamento redox de um determinado ânion e restringir a pesquisa. 
Se um ânion pode ser oxidado na placa de toque, então ele é dito redutor. Por outro lado, um ânion 
capaz de sofrer redução é dito oxidante. 
O permanganato é um agente altamente oxidante, ou seja, reage facilmente com espécies redutoras. 
 
MnO4
- + 8H+ + 5e- ⇌ Mn2+ + 4H2O 
 
Se o ânion for capaz de descorar a solução de permanganato, em meio ácido, então ele na verdade 
consegue reduzir o Mn7+ (MnO4
-) a Mn2+. A esse íon é atribuído o caráter dedutor. 
O outro teste utilizado, também para detectar agentes redutores, é aquele com IO3
- amidonado. Por se 
tratar de um agente oxidante mais fraco que o MnO4
-, somente espécies bem redutoras serão detectadas. 
Nesse caso, o I5+ (IO3
-) é reduzido a I2: 
2IO3
- + 12H+ + 10e- ⇌ I2 + 6H2O 
 
 
A aparição de um azul intenso (quase preto) indica a formação de I2 devida à redução do I
5+. 
O teste para ânions oxidantes é baseado no seu poder de oxidar o íon iodeto amidonado. Assim como no 
caso do IO3
-, a reação é indicada pela formação de I2 complexado com amido. Entrentanto, nesse caso o 
ânion é reduzido e o I- é oxidado. 
I2 ⇌ 2I
- + 2e- 
Se o ânion é capaz de se reduzir para gerar I2 (indicado com amido pela cor azul), então ele é dito 
oxidante. 
QUESTÃO 6 
I) AMOSTRA 4. 
O caráter alcalino indica liberação de OH- por hidrólise. 
A- + H2O ⇌ HA + OH
- 
 
 
Observando os sais disponíveis, apenas um deles é composto por um ânion derivado de ácido fraco. 
Enquanto cloreto é derivado do clorídrico, sulfato do sulfúrico, nitrato do nítrico e brometo do 
bromídrico, o acetato é derivado do ácido acético e sofre esse tipo de hidrólise. 
Violeta Incolor 
O I2 interage com ao amido gerando um 
complexo azul muito escuro 
Ânion derivado de ácido fraco 
Ácido fraco formado pela hidrólise 
Hidroxila liberada pela hidrólise 
II) AMOSTRA 2. As demais amostras possuem ânions solúveis em presença de bário e cálcio. 
III) Pelo princípio da hidrólise, a solução será ácida. (ver questão7) 
QUESTÃO 7 
O sal pode influenciar no pH de umasolução por ação de hidrólise. Ao estudar força dos ácidos e das 
bases, observamos que os eletrólitos fracos têm uma constante que limita suas dissociações ou 
ionizações. 
Dissociação de bases fracas em água: 
NH3 + H2O ⇌ NH4
+ + OH- CH3NH2 + H2O ⇌ CH3NH3
+ + OH- 
Ionização de ácidos fracos: 
 HCN ⇌ H+ + CN- H2S ⇌ H
+ + HS- 
Se observarmos as respectivas constantes de equilíbrio, fica evidente que somente parte das bases é 
dissociada. Para os ácidos acima, ocorre ionização parcial dos íons H+, enquanto os demais tendem a 
continuar presos à molécula inicial. 
 
O baixo valor das constantes pode ser traduzido como uma tendência que as espécies conjugadas têm de 
se hidrolisarem. 
No caso de sais cujo cátion é derivado de uma base fraca, parte desse cátion tende a voltar à sua forma 
de base. 
NH4Cl ⇌ NH4
+ + Cl- 
NH4
+ + H2O ⇌ NH3 + H3O
+
 
 
O sal é dissociado e, em seguida, ocorre a hidrólise. O pH dessa solução é função do Kb da amônia. 
Quanto menor seu Kb, menor o caráter básico da amônia, maior será a hidrólise e menor será o pH da 
solução desse sal. 
Para sais cujo ânion é derivado de ácido fraco o mecanismo é análogo. O ânion dissociado tende a se 
deionizar voltando à sua forma ácida. 
NaHS ⇌ Na+ + HS- 
HS- + H2O ⇌ H2S + OH
-
 
 
Cátion derivado de NH3 (base fraca) 
Ácido conjugado Base conjugada 
Hidrólise libera H3O
+ dando caráter 
ácido à solução 
Ânion derivado de H2S (ácido fraco) 
Base conjugada Ácido conjugado 
Hidrólise libera OH- dando caráter alcalino 
à solução 
 
A hidrólise promove liberação de oxidrila (OH-) na solução. O pH dessa solução é função do Ka do ácido 
sulfídrico. Quanto menor seu Ka, menor o caráter ácido do ácido sulfídrico, maior será a hidrólise e maior 
será o pH da solução desse sal. 
Sais cujos componentes derivam de ácido forte e base forte são inertes à ação de hidrólise. 
 
 
 
NaBr ⇌ Na+ + Br- 
 
 
 
Essa propriedade dos sais permite o afunilamento da pesquisa qualitativa. Ao dissolver um sal em água, 
pode-se averiguar o pH da solução e prever possíveis cátions e ânions componentes. Por exemplo, ao 
dissolver um determinado sal em água pura e detectar pH fortemente alcalino, é evidente que seu ânion 
é derivado de ácido bem fraco (possivelmente carbonato, hipoclorito, fosfato...). 
 
QUESTÃO 8 
Para efeitos de análise, o íon cloreto é o único ânion do grupo da prata considerado indiferente no seu 
caráter redox. Entretanto, se a solução estiver muito concentrada com cloreto, ele se comporta como 
agente redutor, descorando a solução de permanganato. 
2MnO4
- + 16H+ + 10Cl- ⇌ 2Mn2+ + 5Cl2 + 8H2O 
 
O aumento do caráter redutor do cloreto pode ser claramente visto se observarmos a equação de Nernst: 
 
Onde, E é a ddp da reação; E0 é o potencial padrão da 
reação; n é o número de elétrons envolvidos. 
 
Assim, em altas concentrações, o cloreto assume caráter redutor e induz a pesquisa de ânions ao erro. 
Outro problema em soluções concentradas está na reação de confirmação do fluoreto. Amostras de 
oxalato muito concentradas geram têm um efeito parecido com o do F- [reação da laca rosa] e pode ser 
confundido. 
 
Derivado de NaOH (base forte). Não sofre 
hidrólise. NaOH ⇀ Na+ + OH- [Equilíbrio todo 
deslocado no sentido Na+ e OH-. Não há 
tendência de reversão] 
Derivado de HBr (ácido forte). Não sofre 
hidrólise. HBr ⇀ H+ + Br- [Equilíbrio todo 
deslocado no sentido H+ e Br-. Não há 
tendência de reversão] 
Sal de caráter neutro 
[Cl-]↓ = A ddp é baixa e a reação não é observada 
[Cl-]↑ = A ddp é alta e a reação é favorecida 
 
 
Também vale lembrar que o SO4
2- é detectado com base na sua solubilidade na presença de Ba2+ e de 
Ca2+. De fato, observa-se formação de BaSO4 e não de o CaSO4, e esse princípio é usado para confirmar 
sulfato [detalhes na questão 11]. Entretanto, em soluções concentradas o SO4
2- pode precipitar nessas 
duas formas. 
 
QUESTÃO 9 
A reação de oxidação do oxalato com permanganato é lenta na temperatura e pressão ambiente. A 
reação se dá rapidamente sob aquecimento (60º~70º). 
5COO2
2- + 2MnO4
- + 16H+ ⇀ 10CO2 + 2Mn
2+ + 8H2O 
Portanto, oxalato é dito agente redutor a quente. O caráter redox da solução deve ser testado nessa 
condição de temperatura para indicar a presença do oxalato. 
 
QUESTÃO 10 
As oxidações do brometo e do iodeto geram Br2 e I2, respectivamente. O Br2 é um líquido de coloração 
pardo-avermelhada e pode ser visto na placa de toque após a descoloração do permanganato. O I2 pode 
ser aquecido e liberando um vapor violeta que torna azul o papel umedecido com amido. 
 
QUESTÃO 11 
I) O sulfato é um componente do grupo Ba-Ca, mas apresenta um comportamento característico. É 
bastante insolúvel em solução de Ba2+ e precipita facilmente na forma de BaSO4 (Kps = 1,1e-10). 
Porém é o único componente de seu grupo analítico que tem dificuldade de precipitar com Ca2+ 
porque o CaSO4 não é completamente insolúvel (Kps = 2,4e-5). Essa propriedade é explorada da 
seguinte forma: a solubilidade da amostra diluída deve ser testada em Ba(NO3)2 e Ca(NO3)2 
separadamente. A precipitação do bário e não do cálcio induz à presença de sulfato. 
II) SO4
2- indiferente / F- indiferente / PO4
3- indiferente / AsO4
3- oxidante / CCOO2- redutor (a quente) 
QUESTÃO 12 
A ordem é respeitada para evitar a indução ao erro. O primeiro grupo é constituído ânions que precipitam 
facilmente com Ba2+ e Ag+. É importante analisá-lo primeiramente para que ele não venha a precipitar 
mais tarde induzindo a pesquisa ao erro. 
Os ânions do grupo Ba-Ca também podem precipitar com prata e devem ser investigados antes do grupo 
seguinte para que essa precipitação não ocorra. 
Por fim os halogenetos e o tiocianato devem ser precipitados com a prata. Por ser bastante insolúvel na 
presença da maioria dos ânions, somente assim poderá ter certeza de que as espécies remanescentes são 
solúveis. 
 
 
 
QUESTÃO 13 
O teste do caráter redox é baseado na redução do IO3
- e oxidação do I-. As duas reações resultam na 
formação de I2. 
I2 + 2e
- ⇌ 2I- 
2IO3
- + 12H+ + 10e- ⇌ I2 + 6H2O 
O amido serve para confirmar a ocorrência da reação. O I2 formado reage com amido resulta em um 
complexo azul escuro que indica teste positivo! 
 
 
 
QUESTÃO 14 
Os dois ânions liberam dióxido de enxofre na presença de HCl (gás que tinge de azul o papel umedecido 
com KIO3 amidonado). A diferença entre os dois é que enquanto o SO3
2- é totalmente convertido em SO2, 
o S2O3
2- tem parte de seu enxofre reduzido a S0 e outra parte oxidada a S4+ (SO2). Logo, o tiosulfato é 
diferenciado do sulfito pelo precipitado amarelo de enxofre que ele deixa no tubo ao ser tratado com 
excesso de HCl. 
QUESTÃO 15 
Assinalar V para afirmações verdadeiras e F para falsas. Em cada caso que julgar falso, explicar 
rigorosamente o porquê. 
VERDADEIRO. O NO2
- apresenta caráter redutor e oxidante. 
VERDADEIRO. O F- é derivado do ácido HF (força moderada) e sofre hidrólise alcalina. 
VERDADEIRO. O permanganato oxida ânions redutores em meio ácido. 
FALSO. O permanganato é um exemplo de ânion solúvel, porém é um fortíssimo agente oxidante. 
VERDADEIRO. O excesso de reagente resulta na oxidação do ferro II a ferro III e desprendendo NO. O NO 
complexa com o excesso de ferro II gerando o íon complexo [Fe(NO)]2+ na superfície de contato entre os 
dois líquidos. 
FALSO. Nitratos são solúveis e não precipitam na presença de prata ou qualquer outro cátion. É 
completamente inerte à precipitação por efeito íon comum. [entretanto, mesmoem solução de nitrato de 
prata o íon Ag+ sofre fotoredução espontânea com ação da radiação luminosa]. 
FALSO. Pela equação de Nernst observamos que o potencial é função da concentração das espécies em 
solução. 
 
I1- 
 
 
I5+ 
 
 
I2 
 
 
+e- 
 
 
-e- 
 
 
+AMIDO 
 
 
Complexo azul [I2 – amido] 
 
 
 
QUESTÃO 16 
O tetracloreto tem a função de solvente orgânico. O Br2 gerado na oxidação do Br
- com permanganato 
(assim como I2) é uma espécie altamente apolar e, portanto, muito mais solúvel em solventes orgânicos. 
 
Br – Br 
 
 
 
 
Portanto, o CCl4 age seqüestrando o Br2 gerado dando à orgânica adquire aquela cor alaranjada e pálida 
(que é a cor do Br2). 
 QUESTÃO 17 
O permanganato de potássio é um ânion do grupo solúvel. Reage com excesso de hidróxido de potássio 
concentrado por um mecanismo de complexação gerando uma solução verde esmeralda devido à formação 
de MnO4
2-
 . 
O KI amidonado é um bom agente redutor. Em meio ácido, ele é oxidado por espécies como perborato 
ou persulfato. A reação é evidenciada pelo aparecimento de coloração azul intenso 
O íon ....... NO2
-
 apresenta caráter redutor e oxidante no teste da placa de toque. Ao tratá-lo com excesso de HCl, 
é despendido um gás avermelhado devido da formação NO2 
 
 
=0 
Soluto apolar 
 
 C 
 
 
Cl 
 
 
Cl 
 
 
Cl 
 
 
Cl 
 
 
=0 
=0 
=0 =0 
H 
 
 
O 
 
 
H 
 
 
- 
+ + 
Solvente apolar 
 
 
Solvente polar 
 
 
Alta dissolução 
(muita afinidade) 
 
 
Baixa dissolução 
(pouca afinidade)