IDENTIFICAÇÃO DE CATIONS E ANIONS (1)

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IDENTIFICAÇÃO DE CATIONS E ANIONS 
Eliane Ferrarezzo
Luciana Almeida Bueno
Luciana de Santana Godoy
Jundiaí 2017
Introdção 
	Os cátions são íons com carga positiva, ou seja, átomos que perderam elétrons da sua última camada eletrônica. Formam cátions os metais (alcalinos, alcalinos terrosos, dentre outros). Em contrapartida, os ânions são íons com carga negativa, pois compreende a átomos que receberam elétrons para se estabilizarem, assim como os cátions perdem.	A análise dos cátions e ânions visa identificar ou pesquisar a presença de elementos ou íons que constituem uma substância. Quando dispomos de uma amostra desconhecida, a primeira exigência é, geralmente, determinar quais as substâncias que nela estão presentes. Este problema pode ser encontrado, em alguns casos, na forma modificada de identificarem-se as impurezas presentes numa amostra ou, talvez, de confirmar-se a ausência de algumas impurezas especificadas. A resolução destes problemas está no domínio da Análise Química Qualitativa.
	Os métodos descritos para análise de cátions são sistemáticos. Os cátions são classificados em cinco grupos, tomando-se por base sua peculiaridade a determinados reagentes. Pelo emprego sistemático desses assim chamados reagentes de grupo (que são específicos de cada grupo), podemos tirar conclusões sobre a presença ou ausência de grupos de cátions e também separar tais conjuntos para uma analise posterior.
	Os reagentes usados para classificação de cátions mais comuns são o ácido Clorídrico, o ácido Sulfúrico, o sulfeto de amônio e o carbonato de amônio. A classificação baseia-se no modo como os cátions reagem a tais reagentes pela formação ou não de precipitado. Por isso, pode-se dizer que a classificação dos íons mais comuns é baseada nas diferenças de solubilidade de seus cloretos, sulfetos e carbonatos.
	Partindo deste pressuposto, a classificação dos cátions utiliza como critério suas precipitações em determinados reagentes. O grupo I consiste em íons que formam cloretos insolúveis. Os cátions mais comuns deste grupo são: Ag+, Hg22+e Pb2+. O segundo grupo analítico consiste de íons que formam sulfetos insolúveis em meio ácido. Os íons desse grupo são: Hg+2, Bi+3, Pb+2, Cu+2, Cd+2. Os pertencentes ao terceiro grupo precipitam em meio de sulfeto de amônio, em meio neutro ou amoniacal. Os cátions deste grupo podem ser divididos em 3A (Fe+3, Cr+3, Al+3), e em 3B ( Fe+2, Mn+2, Zn+2, Co+2, Ni+2). Os cátions do quarto grupo não reagem nem com reagente do grupo I, nem do II, nem do III. Formam carbonatos que são insolúveis em água. Pertencem a este grupo Ba+2, Ca+2, Sr+2. Ao último grupo estão presente os cátions que não reagiram em nenhum dos grupos anteriores. São eles: Mg+2, K+, Na+, NH4+.
Do outro lado da esfera, a determinação analítica de ânions encontra extensa aplicação em vários segmentos da indústria (química, farmacêutica, alimentícia, etc.), bem como na caracterização de amostras biológicas e ambientais. Devido a sua extensa diversidade, é proposto um esquema de classificação para que possam ser melhor analisados e estudados. Porém serão alvo deste estudo os seguintes ânions: C2O42-, CrO42-, SO42-, CO32-, PO43-, Cl-, Br-, I-, NO3-.
	Adiante verão um conteúdo que visa demonstrar os principais procedimentos para separação e identificação dos cinco grupos, e também, fazer uma abordagem a respeito dos ânions mais comuns e os devidos processos para sua identificação.
Anions 
	Os anions são átomos ou radicais (grupos de átomos), que ganharam elétrons. Como eles agora têm mais elétrons do que prótons, os aniões têm uma carga negativa. Estes são anions são monovalentes, o que significa que eles têm uma capacidade de combinação com apenas um íon de hidrogênio. Da mesma forma, existem aniões bivalentes.
	Os anions são um dos dois tipos de íons. O outro tipo é chamado de cations e tem uma carga positiva. Os íons são átomos que têm uma carga elétrica.
	Anions são chamados de modo que são atraídos para o ânodo (o eletrodo positivo). Todos os Anions tendem a aceitar um próton H +, portanto, são categorizados como bases.
Cations 
	Quando um único elemento ou grupo de elementos tem uma carga, ele é conhecido como um íon. Quando um íon é carregado positivamente, é chamado de um cation, quando um elemento ou composto está em forma catiônica, ele pode ser representado pelo símbolo do elemento ou por uma fórmula composta, com quantidade de carga escrita como superíndice imediatamente após o símbolo ou a fórmula.
	Uma maneira fácil de lembrar que os cations são íons positivos é substituindo o 't' em 'catião' por um sinal positivo, +. Em vez de escrever catião, você escreveria ca + ion. O sinal positivo tem semelhança suficiente para um 't' para ser lido como catião, mas ele lembra a definição!
	Os cations podem ser formadas a partir de elementos metálicos, bem como elementos não metálicos. Se um elemento metálico forma um íon, ele sempre forma um catião. Alguns metais sempre formam o mesmo tipo de catião. Por exemplo, o sódio sempre forma um catião +1 e o magnésio sempre forma um catião +2. Alguns metais são flexíveis e podem formar mais de um tipo de catião. O cobre pode formar +1 ou +2 catiões, e o ferro pode formar +2 ou +3 catiões.
	Elementos não-metálicos, como nitrogênio, oxigênio e hidrogênio, também são capazes de formar catiões. O hidrogênio ocorre com bastante freqüência como um cation +1, enquanto o nitrogênio e o oxigênio podem formar cation quando estão em forma composta. O ião de amônio é um tipo de catião formado quando o nitrogênio está ligado a quatro hidrogênios
Objetivo 
	Temos como objetivo demonstrar os métodos para identificação e separação dos cátions e dos principais grupos de ânions através do comportamento das substâncias a ser estudada.
Materiais e Reagente 
Materiais 
Tubo de ensaio 
Pipeta descartável
Pipeta graduada
Banho – Maria 
Papel Tornassol
Espátula
Bastao de vidro
 
Reagentes 
NH4Cl
NaOH
H2O
HCl
NaCl
CaCl2
Magnésio 
 FeCl3
NH4OH
CuSO4
Ca(OH)2
BaCl2
Procedimento Experimental 
Teste com base forte para NH4
Em um tubo de ensaio, adicionar 3 gostas de solução de NH4Cl 0,2 mol L-1 e 8 gostas de NaOH 4mol L-1 
Colocar papel tornassol vermelho umedecido com H2O destilada na boca do tubo para testar a Nh3 desprendida com o gás 
Aquecer cuidadosamente o tubo em banho maria para liberar vapores de amônia 
Remover papel indicador e levar o tubo a capela 
Molhar a ponta de um bastão de vidro em HCl concentrado e aproxima-lo da boca do tubo, mas sem tocar nas paredes.
Repetir o teste mais com o cloreto de sódio: em um tubo de ensaio, adicionar 3 gotas de solução de NaCl 0,2 mol L-1 e 8 gotas de solução de NaOH 4 mols L-1
 Teste para cátions 
Reação para Ca 
Em um tubo de ensaio, adicionar 3 gotas de solução de CaCl2 0,2 mol/L adicionar 5 gotas de sulfato de amônia 
Adicionar 10 gotas de HCl 6N e agitar 
Reação para Mg 
Colocar um pedação de apara de magnésio em um tubo de ensaio 
Colocar 2 ml de agua e depois mais 2 ml de HCl 6N
Teste para Cátions
Em um tubo de ensaio, adicionar 3 gotas de solução de sulfato de cobre 0,2 mol/L 
Adicionar 10 gotas de hidróxido de amônia 6N 
Teste de aníons 
 TESTE A
 Em um tubo de ensaio adicionar uma ponta de espátula de hidróxido de cálcio 2ml de agua 
Adicionar 10 gotas de HCl 6N
TESTE B 
Em um tubo de ensaio, adicionar uma ponta de espátula de hidróxido de cálcio, adicionar 2ml BaCl2 6N
TESTE C
Em um tubo de ensaio, adicionar um ponta e espátula de sulfato de cobre e adicionar 2ml de BaCl2 6N
Resultados 
Teste com base forte para NH4
Ao colocar o papel na boca do tubo, o papel mudou sua coloração de vermelho para azul, isso ocorreu devido a liberação de NH3 que se desprendia e forma gasosa. Essa presença é da amônia e consequentemente de sais de amônio na amostra testada.
Ao aquecer o tubo e adicionar o HCl com bastão de vidro, foi liberado uma fumaça branca.
O teste feito com Cloreto de sódio, o papel Tornassol teve poucaalteração na cor, e a fumaça era quase imperceptível 
Teste para cátions 
Reação para Ca 
Não foram analisadas mudanças, porem a solução apresentou odor forte.
Reação para Mg 
O magnésico foi absorvido ao se adicionar o HCl, após a solução ficou soltando bolhas.
Teste para Cátions
Ao se misturar as substancias, foi apresentado duas fases.
Teste de aníons 
Quando misturada as soluções houve uma mudança na coloração, havendo escurecimento no tom azul. 
 TESTE A
Quando misturado as soluções, a substancia apresentou um tom rosa bem claro. 
TESTE B 
Ao se misturar as substancia, ela aqueceu o tubo, e também ficou num aspecto leitoso.
TESTE C
O teste apresentou borbulhados e apresentou duas fazes 
Conclusão 
De acordo com as substancias pudemos identificar a separação do cátions e aníons presentes nas substancias. 
Bibliografia
FADIGAS, Joelma. Química Analítica Qualitativa. Disponível em: < http://pt.scribd.com/doc/8121751/18/Analise-de-Amostras-Cations-e-Anions>. Acesso em: 20 nov. 2017.
 VOGEL. Análise química quantitativa. 5ed. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1989. 71