Identificação de Cátions

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Teste de identificação de cátions do grupo II
São Paulo
2017
Componentes do Grupo:
Bianca Damasceno Granja - RA: 009507
Fabiana Velasco dos Santos - RA: 017016
Henrique P. Burckeler - RA: 018213
José Castro Silva - RA: 015280
Marcos Paulo Ferreira de Castro - RA: 022541
Rafaela Sampaio - RA: 016653
Licenciatura – Química
Noturno
Atividade de Laboratório
Química Analítica 
Professora: Claudia Ayres
Teste de identificação de cátions do grupo II
São Paulo
2017
Sumário
Resumo	4
Objetivo	4
Introdução	5
Materiais	6
Métodos	7
Resultados e Discussões	8
Conclusão	11
Plano de Aula	12
Referências Bibliográficas	13
Anexos	13
São Paulo
2017
Resumo
A aula prática fundamentou-se em identificar íons, no caso os cátions, de: Bário (Ba2+), Estrôncio (Sr2+) e Magnésio (Mg2+). Para isso realizou-se alguns experimentos com finalidade de promover reação de precipitação entre soluções em estudo. A partir da observação prática e conhecimento teórico montou-se as equações, devidamente balanceadas, envolvidas no procedimento, podendo assim verificar a formação de precipitação ou não.
Objetivo
A finalidade do experimento é obter conhecimento de identificação de cátions do grupo II através de análises laboratoriais além do teste de chama.
Introdução
Química Analítica é uma importante ciência de medição que consiste em um conjunto de ideias e métodos poderosos que são úteis em todos os campos da ciência e medicina. Para uma análise química de uma determinada amostra é altamente necessário agregar informações quantitativas e qualitativas. A análise qualitativa estabelece a identidade química das espécies presentes na amostra e quantitativa determina as quantidades relativas das espécies, em termos numéricos.
Os cátions são classificados em cinco grupos, tomando-se por base algumas propriedades comuns a todos os íons de um determinado grupo. Pelo emprego sistemático de reagentes precipitantes específicos para cada grupo, podemos tirar conclusões sobre a presença ou ausência de grupos de íons e separar tais conjuntos para uma posterior análise por meio de reações características.
O grupo de cátions em estudo é constituído pelos cátions dos metais alcalinos terrosos, Mg2+ (magnésio), Ca2+ (cálcio), Sr2+ (estrôncio) e Ba2+ (bário), os quais são incolores em soluções, apresentam distribuição eletrônica e propriedades químicas semelhantes por pertencerem à mesma família da tabela periódica.
No experimento do laboratório foi utilizado apenas o magnésio, estrôncio e bário nas seguintes soluções: Cloreto de Magnésio, Cloreto de Estrôncio e Nitrato de Bário, respectivamente.
Materiais
Tubos de ensaio
Estante
Pipeta graduada
Pêra
Espátula
Conector em U
Reagentes
Solução de íons de bário – Ba(NO3)2 - Nitrato de bário
Solução de íons de estrôncio – SrCl2 - Cloreto de estrôncio
Solução de íons de magnésio – MgCl2
Solução de íons de carbonato – CaCO3
Solução de hidróxido de sódio – NaOH
Solução de coleto de amônio – NH4Cl
Ácido clorídrico – HCl
Métodos
Identificação de cátions de Bário – Ba2+
Separar 3 tubos de ensaio e identificar com Ba2+.
Adicionar aproximadamente 2 mL da solução de nitrato de bário – Ba(NO3)2 em cada tubo.
Separar outros 3 tubos de ensaio e identificar com: 1) CaCO3 ; 2)NaOH; 3) NH4Cl;
Nos respectivos tubos adicionar aproximadamente 5 mL de cada reagente, no caso do carbonato de cálcio colocar duas espátulas do pó. Esses irão servir de estoque para os próximos experimentos.
No primeiro tubo de Ba2+ adicionar uma pequena quantidade do carbonato de cálcio (CaCO3), agitar e observar.
No segundo tubo de Ba2+ adicionar de 5 a 8 gotas de hidróxido de sódio (NaOH), agitar e observar.
No terceiro tubo de Ba2+ adicionar de 5 a 8 gotas de cloreto de amônio (NH4Cl), agitar e observar.
Identificação de cátions de Estrôncio – Sr2+
Separar 3 tubos de ensaio e identificar com Sr2+.
Adicionar aproximadamente 2 mL da solução de cloreto estrôncio – SrCl2 em cada tubo.
Utilizar o estoque de: 1) CaCO3 ; 2)NaOH; 3) NH4Cl;
No primeiro tubo de Sr2+ adicionar uma pequena quantidade do carbonato de cálcio (CaCO3), agitar e observar.
No segundo tubo de Sr2+ adicionar de 5 a 8 gotas de hidróxido de sódio (NaOH), agitar e observar.
No terceiro tubo de Sr2+ adicionar de 5 a 8 gotas de cloreto de amônio (NH4Cl), agitar e observar.
Identificação de cátions de Magnésio – Mg2+
Separar 3 tubos de ensaio e identificar com Mg2+.
Adicionar aproximadamente 2 mL da solução de íons de magnésio – MgCl2 em cada tubo.
Utilizar o estoque de: 1) CaCO3 ; 2)NaOH; 3) NH4Cl;
No primeiro tubo de Mg2+ adicionar uma pequena quantidade do carbonato de cálcio (CaCO3), agitar e observar.
No segundo tubo de Mg2+ adicionar de 5 a 8 gotas de hidróxido de sódio (NaOH), agitar e observar.
No terceiro tubo de Mg2+ adicionar de 5 a 8 gotas de cloreto de amônio (NH4Cl), agitar e observar.
Resultados e Discussões
Identificação de cátions de Bário – Ba2+
A reação do primeiro tubo contendo solução de nitrato de bário junto com carbonato de cálcio apresenta a seguinte equação balanceada:
CaCO3 (s) + Ba(NO3)2 (aq) = Ca(NO3)2 (aq) + BaCO3 (s)
De acordo com a tabela de solubilidade (anexo I) pode-se observar que houve reação com produto final um precipitado de carbonato de bário – BaCO3 – assim foi possível observar que a solução sofreu alteração de coloração (incolor para turvo) e também presença de carbonato de cálcio uma vez que esse foi utilizado na forma sólida. 
O segundo tubo de ensaio contendo a solução de nitrato de bário com hidróxido de sódio apresenta a seguinte equação balanceada:
Ba(NO3)2 (aq) + 2NaOH (aq) = Ba(OH)2(aq) + 2NaNO3(aq)
Nessa reação foi possível observar que houve a formação de hidróxido de bário – Ba(OH)2. Assim houve a confirmação da presença de cátions de bário, sendo que a solução teve uma leve alteração de cor (levemente lilás) comparada com a solução do reagente (incolor).
O último tubo de ensaio contendo a solução de nitrato de bário com cloreto de amônio apresenta a seguinte equação balanceada:
Ba(NO3)2(aq) + NH4Cl(aq) = BaCl(aq) + NH4(NO3)2(aq)
Nessa reação, de acordo com a tabela de solubilidade não houve a formação de precipitado, deixando assim o produto sem indício de formação de precipitado e/ou alteração de coloração da solução.
Identificação de cátions de Estrôncio – Sr2+
No primeiro tubo de ensaio contendo cloreto de estrôncio – SrCl2 – com o carbonato de cálcio ocorre a seguinte reação com equação já balanceada:
SrCl2(aq) + CaCO3(s) = CaCl2(aq) + SrCO3(s)
Na reação houve a formação de precipitado, SrCO3 – carbonato de estrôncio – e a solução apresentou mudança de coloração (incolor para turvo). 
No segundo tubo contendo a solução de cloreto de estrôncio com hidróxido de sódio apresenta a seguinte equação balanceada:
SrCl2(aq) + 2 NaOH(aq) = Sr(OH)2(s) + 2 NaCl(aq)
Houve a alteração levemente da cor passando de incolor para levemente turvo. Tendo como produtos Sr(OH)2 que é pouco solúvel, apresentando assim a leve alteração de coloração.
O terceiro tubo contendo a solução de cloreto de estrôncio com cloreto de amônio não apresenta reação e nem alteração na formação de produtos pois não foi possível observar nenhuma mudança, seja de coloração, temperatura ou formação de gás.
Identificação de cátions de Magnésio – Mg2+
O primeiro tubo contendo cloreto de magnésio com carbonato de cálcio apresenta a seguinte equação balanceada:
MgCl2(aq) + CaCO3(s) = MgCO3(s) + CaCl2(aq)
Nessa reação é possível observar a formação de um precipitado (MgCO3), primeiro pela equação e segundo pela alteração de cor que aconteceu na solução, de incolor para turvo. Assim possível constar presença de cátions de Mg.
O segundo tubo contendo cloreto de magnésio com hidróxido de sódio apresenta a seguinte equação balanceada:
MgCl2(aq) + NaOH(aq)= Mg(OH)2 + NaCl
A partir disso foi possível observar mudança de coloração da solução de incolor para levemente turvo, indicando a formação de precipitação Mg(OH)2.
O terceiro tubo contendo o mesmo cloreto de magnésio junto com cloreto de amônio não apresenta a formação de nenhum precipitado assim não há reação. Com isso não houve alteração de cor, formação de gás, mudança de temperatura na solução.
Conclusão
Pode-se concluir mediante as verificações dos experimentos realizados, para a identificação de cátions de Ba2+, Sr2+ e Mg2+, que é possível observar a presença desses cátions além do teste de chama. 
Com as reações que ocorreram foi possível concluir que dependo dos reagentes há a formação de precipitado onde indica que houve uma reação. 
Visualmente foi possível observar devido à mudança de coloração da solução. Teoricamente é possível uma previsão devido à equação química montada e uma breve consulta na tabela de solubilidade (anexo I).
Portanto ao ter outra opção de identificação desses cátions fica mais fácil ter uma prova real, assim não se depende somente de um tipo de teste.
Plano de aula
O plano de aula proposto e elaborado foi visando uma aula interdisciplinar entre cursos de química e farmácia, propondo uma análise química qualitativa de dois medicamentos, onde em sua formulação há presença significativa de íons. Para isso foi proposto a utilização do teste de chamas a fim de verificar a presença de íons nos medicamentos.
Medicamentos:
• Pasta d’água (Zn2+ - precipitação, Ca2+ - teste de chama); 
• Leite de Magnésia Phillips® (Mg2+ - teste de chama); 
	Procedimento: 
Para o teste da chama: 
a) limpe a alça de níquel-cromo (molhando-a na solução de HCl 12 M e esquentando-a durante algum tempo à chama oxidante do bico de Bunsen); 
b) Com o auxílio da alça coloque na chama o material que contém o cátion que se deseja avaliar. Antes de testar um novo cátion, proceda à limpeza da alça como descrito anteriormente (observe que não há mais aparecimento de cor antes de testar uma nova solução). 
Classificação analítica dos cátions: 
• Cálcio – Ca2+ Coloração da chama: A amostra sólida contendo apenas Ca2+ é colocada sob a chama. Observe a coloração vermelho tijolo da chama, indicando a presença de íons Ca2+.
 • Magnésio – Mg2+ Coloração de chama: Em amostra sólida contendo apenas Mg2+ faça o teste de chama e observe a coloração azul (pouco intenso) predominante. 
Referências Bibliográficas
Sites:
http://manualdaquimica.uol.com.br/quimica-inorganica/solubilidade-das-bases.htm
http://wwwp.fc.unesp.br/~galhiane/reacoes_cations_ii.htm
https://pt.scribd.com/doc/59406423/TABELA-SOLUBILIDADE
http://manualdaquimica.uol.com.br/quimica-geral/metais-alcalinoterrosos.htm
http://manualdaquimica.uol.com.br/quimica-inorganica/solubilidade-das-bases.htm
http://conexaofametro.com.br/wp-content/uploads/2016/12/A-Qu%C3%ADmica-Anal%C3%ADtica-na-identifica%C3%A7%C3%A3o-de-c%C3%A1tions-em-medicamentos-uma-proposta-de-ensino.pdf
Livros:
Princípios da química – Atikins & Jones
Química Analítica – Séamus P. K. Higson
Anexo I
Tabela de Solubilidade 
	Radical
	Nome
	Solubilidade
	Sais de Na+, K+, NH4+
	Sódio, potássio, amônio
	Solúveis
	NO3- 
	Nitrato
	Solúvel
	ClO4-
	Perclorato
	Solúvel
	ClO3-
	Clorato
	Solúvel
	CH3CO2-
	Acetato
	Solúvel
	Sais de Cl-, Br -, I -
	Cloreto, brometo, iodeto
	Solúveis
*Exceções: haletos de Ag+, Hg2+, Pb2+.
	Sais que contém F-
	Fluoreto
	Solúvel
*Exceção: fluoretos de Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Pb2+.
	SO42-
	Sais de sulfato
	Solúvel
*Exceções: sulfatos de Ca2+, Sr2+, Ba2+, Pb2+, Ag+.
	Ca32+
	Carbonatos
	Insolúvel
* Exceções: sais de NH4+ e dos cátions de metais alcalinos (1A ou 1) 
	PO43-
	Fosfato
	Insolúvel
*Exceções: sais de NH4+ e dos cátions de metais alcalinos (1A ou 1)
	C2O+42-
	Oxalato
	Insolúvel
*Exceções: sais de NH4+ e dos cátions de metais alcalinos (1A ou 1)
	Cr42-
	Cromato
	Insolúvel
*Exceções: sais de NH4+ e dos cátions de metais alcalinos (1A ou 1)
	S2-
	Sulfeto
	Insolúvel
*Exceções: sais de NH4+ e dos cátions de metais alcalinos (1A ou 1)
	_O
	Óxidos metálicos
	Insolúvel
*Exceções: hidróxidos de metais alcalinos Ba(OH)2 e Sr(OH)2.
	_OH
	Hidróxidos metálicos
	Insolúvel
*Exceções: hidróxidos de metais alcalinos Ba(OH)2 e Sr(OH)2.
 https://pt.scribd.com/doc/59406423/TABELA-SOLUBILIDADE (adaptada)