relatório cátion grupo I

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ 
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
 ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Identificação dos cátions do grupo I 
 
 
 
 
 
REIJANE COSTA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dezembro – 2017 
Ilhéus - Bahia 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
 
Colegiado de Engenharia Química 
Curso: Engenharia Química 
 
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REIJANE COSTA 
 
 
 
 
 
 
Identificação de cátions do grupo I 
 
 
 
 
 
Relatório apresentado como parte dos 
critérios de avaliação da disciplina CET985 – 
Química Analítica Qualitativa P (04). 
 
 Professora – Luana Novaes Santos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dezembro - 2017 
 Ilhéus - Bahia 
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Colegiado de Engenharia Química 
Curso: Engenharia Química 
 
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1. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
1.1 Teste de chama 
Os procedimentos foram realizados com soluções de cloreto de sódio (NaCl), 
cloreto de potássio (KCl) e cloreto de amônio (NH4Cl), em virtude da dissociação 
dos sais em água os mesmos foram utilizados para analisar alguns cátions do 
grupo I: Na+, K+ e NH4
+, embora o íon amônio não seja um cátion do grupo I, ele 
apresenta propriedades semelhantes e geralmente são incluídos. O primeiro 
método foi o teste de chama. Os resultados estão dispostos na tabela 1. 
 
Tabela 1 – Resultados do Teste de Chama 
 
Cátion Cor da Chama 
Na+ Amarelo 
K+ Lilás 
NH4
+ Azul Claro 
 
De acordo com os dados obtidos é possível observar que a cor da chama está 
relacionada com os diferentes elementos químicos. 
Cada elemento químico possui distribuição eletrônica própria e específica e, de 
acordo com os três postulados de Niels Bohr, (1) todo átomo possui energia 
constante e (2) quando certa quantidade de energia é fornecida a determinado 
elemento, alguns elétrons da camada de valência absorvem essa energia e 
passam para um nível de energia mais elevado; tal fato é conhecido como 
transição eletrônica e se diz que o átomo passou para um estado excitado. 
Porém, esta situação é temporária e (3) o elétron tende a retornar ao seu nível de 
origem. O retorno do elétron ocorre com liberação de energia, igual à energia 
absorvida, na forma de ondas eletromagnéticas, que é percebida pela luz visível, 
com presença de coloração. [2] 
A análise da figura 1 permite avaliar a faixa de comprimento de onda de cada 
cátion analisado. 
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Figura 1 – Espectro de ondas eletromagnéticas, frequência e comprimento de 
onda correspondente a cada cor observada. 
 
 Fonte: cienciaetecnologiadaborracha.com 
 
Sendo assim, a fonte de energia utilizado no experimento (chama do bico de 
Bunsen) foi suficiente para excitar o elétron, e uma vez realizado o salto quântico 
e retornando para seu estado fundamental foi possível observar as diferentes 
colorações na chama, que são únicas para cada elemento químico. 
 
1.2 Reação com acetato de zinco e Uranila 
O procedimento de acetato de zinco e Uranila não foi realizado devido à falta de 
reagentes. As observações presentes para tais reações com os cátions foram 
encontrados na literatura. 
Das reações com os cátions, apenas foi possível identificar o sódio devido ao 
precipitado amarelo formado. A equação química abaixo descreve a reação. 
 
 ( ) ( ) 
 ( ) 
 ( ) ( ) ( )
 ( ) ( ) ( ) 
 ( ) 
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Na reação é possível visualizar pequenos cristais de branco à amarelo claro que 
confirma a presença do sódio na solução. A adição de algumas gotas de álcool 
favorece essa precipitação, visto que implica na diminuição da solubilidade do 
precipitado. 
 
1.3 Reação com cobaltonitrito 
A equação química abaixo descreve a reação dos íons potássio com os íons 
cobaltonitrito (provenientes da dissociação do cobaltonitrito de sódio). 
 
 ( ) ( ) 
 ( ) ( ) ( ) 
 
Forma-se um precipitado amarelo, fato que evidenciou a presença do cátion 
potássio. A composição em K2[Co(NO2)6] e K3[Co(NO2)6], dependendo da 
concentração de íons sódio e da temperatura da solução. 
O teste pode ser mais rápido em soluções concentradas e com excesso de 
reagentes, porém o processo é mais lento quando a solução é diluída, em 
circunstância da cinética química. 
A precipitação de íons potássio é feita numa solução tamponada de ácido acético 
e acetato de sódio, a finalidade é para que o pH da solução não varie 
bruscamente para meios fortemente ácidos ou básicos. Num meio fortemente 
ácido evita-se a decomposição do reagente: 
 
 ( ) 
 ( ) ( ) 
 ( ) ( ) 
 ( ) ( ) ( ) 
 
Sendo assim, o Co(III) seria reduzido a Co(II) e a solução seria rosada. Em 
contrapartida, um meio fortemente básico ocorre precipitação de Co(OH)3, que 
possui coloração escura. 
 
 
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Com o íon amônio, o teste é feito de forma idêntica e apresenta as mesmas 
características; o precipitado formado também possui cor amarela e a reação 
segue a equação abaixo: 
 
 
 ( ) ( ) 
 ( ) ( ) ( ) 
 
Para a identificação dos íons de sódio nada foi observado, uma vez que o mesmo 
é resultado da dissociação do cobaltonitrito de sódio, que é solúvel em água. 
 
1.4 Reação com ácido perclórico 
Ao adicionar ácido perclórico em cada solução contendo alguns íons do grupo I 
da tabela periódica (Na+, K+) e íon NH4
+, observou-se que apenas o tubo de 
ensaio contendo os cátions potássio precipitou. A equação química para a reação 
é dada abaixo. 
 
 ( ) ( ) ( ) 
 
O composto químico formado é o perclorato de potássio, devido à baixa 
solubilidade do mesmo em água foi possível verificar o precipitado formado. As 
equações químicas para os íons NH4
+, Na+ em ácido perclórico são mostradas a 
abaixo. 
 ( ) ( ) ( ) ( ) 
 
 ( ) ( ) ( ) ( ) 
 
Os compostos iônicos formados possuem alta solubilidade em água, sendo 
assim, forma-se uma solução aquosa desses sais. Os compostos apresentam 
ligações iônicas de natureza eletrostática, tais forças eletrostáticas conferem 
características e propriedades específicas para a espécie química, como por 
exemplo, a alta solubilidade em água. Este fato é devido ao caráter polar da água 
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que faz com que as ligações químicas que mantém os átomos do composto 
cristalino unidos sejam rompidas. No entanto, nem todos os sais são solúveis, fato 
que pôde ser comprovado no experimento. De acordo com a literatura todos os 
sais do íon perclorato (ClO4
-) são solúveis, exceto o perclorato de potássio. 
 
1.5 Reação de íon amônio com base forte 
Em uma reação com base forte (NaOH), o íon amônio é convertido em amônia de 
acordo com a equação química:( ) ( ) ( ) ( ) 
 
A solução alcalina foi aquecida para que o gás amônia se desprendesse e, para 
concluir os resultados, já que a amônia é um gás incolor, utilizou-se o papel de 
tornassol, que é indicador de ácido e base. O contato do gás amônia com o 
tornassol mudou rapidamente a coloração do papel, de rosa para azul, fato que 
evidenciou a formação do gás. [3] 
 
2. CONCLUSÃO 
Com a realização deste experimento foi possível identificar os cátions do grupo I, 
assim como o íon amônio, tendo em vista algumas propriedades comuns. De 
modo geral, nem todas as técnicas são viáveis para identificar os cátions, no teste 
de chama, por exemplo, a identificação da amônia é dificultada pela cor da 
chama, outros testes teriam que ser realizados para comprovar. Nos testes com o 
acetato de zinco e Uranila, cobaltonitrito de sódio e ácido perclórico foi possível 
identificar pela precipitação dos compostos, sendo que nem todos os métodos 
foram positivos para os cátions. O íon amônio foi mais bem identificado no teste 
com a reação de uma base forte. Portanto, para a identificação de espécies 
químicas em análise qualitativa é fundamental a busca por testes positivos 
contidos na literatura, de modo que facilite o procedimento. 
 
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3. REFERÊNCIAS 
[1] Atkins,P., Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio 
ambiente; Peter Atkins e Loretta Jones. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2012. 
[2] Russel, J. B. Química Geral, Vol. 1. 2ª edição, São Paulo; Makron Books, 
1994. 
[3] Reações dos íons Amônio — NH4
+; disponível em < 
http://wwwp.fc.unesp.br/~galhiane/amonio.htm>. Acesso em 28 de novembro de 
2017.