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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA EXATAS E TECNOLÓGICAS CURSO ENGENHARIA QUÍMICA IDENTIFICAÇÃO DOS CÁTIONS DO GRUPO III ILHÉUS – BAHIA 2017 Sumário 1. RESULTADOS E DISCUSSÃO ....................................................................................... 3 Procedimento a : NaOH e NH3 ............................................................................................. 3 Procedimento b :Reação com o Ferro (III) ......................................................................... 5 Procedimento c: Alumínio (III) .............................................................................................. 5 Procedimento d: Cromo (III): ................................................................................................ 6 Procedimento e: Cobalto (II) ................................................................................................. 6 Procedimento f : Niquel (II) ................................................................................................... 6 2. CONCLUSÃO ..................................................................................................................... 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................ 8 1. RESULTADOS E DISCUSSÃO Procedimento a : NaOH e NH3 Procedimento a.1 :Reação com o NaOH Os resultados observados em laboratório para este procedimento estão na Tabela 1: Tabela 1: Mudanças observadas em laboratório, levando como paramento a cor. Cátion Aspecto inicial Mudanças observadas (sem NaOH em excesso) Mudanças observadas (com NaOH em excesso) Fe3+ Liquido alaranjado Precipitado amarronzado forte Sem solubilização Al3+ Liquido transparente Precipitado branco Solubilização Cr3+ Liquido arroxeado Precipitado esverdeado Solubilização Ni2+ Liquido esverdeado Precipitado azulado Sem solubilização Co2+ Liquido avermelhado Precipitado amarronzado Sem solubilização Zn2+ Liquido transparente Precipitado branco Solubilização Mn2+ Liquido transparente Precipitado amarronzado Sem solubilização Com a adição do NaOH, observou-se a precipitação em quase todos os cátions com exceção do zinco. A reação de precipitação para os cátions são as seguintes �������� + 3�� ���� ⟶ ������� ↓ �������� + 3�� ���� ⟶ ������� ↓ �������� + 3�� ���� ⟶ ������� ↓ �������� + 3�� ���� ⟶ ������� ↓ �������� + ������� + ��� ���� ⟶ ��������� ↓ ������ ��������� ↓ +�� ���� ⟶ ����������� ↓ ������ 4����������� + ����� + ��� ��� ⟶ ������� ↓ ���������� �� !������� + 3�� ���� ⟶ !������ ↓ "������� + 3�� ���� ⟶ "������ ↓ Sendo que as reações que aconteceram para o cobalto foram em várias etapas, e como essas etapas são rápidas, a cor vista o tubo de ensaio foi a amarronzada devido a exposição ao ar. Todos os cátions formaram hidróxidos insolúveis formando o precipitado visto em laboratório. Após a adição do excesso de NaOH, percebeu-se que o alumínio se dissolveu formando tetrahidroxialuminato: ������� + �� ���� ⟶ #������$% Assim, como o íon cromo, formando o tretrahidroxicromato (III): ������� + �� ���� ⇄ #������$% O Zinco também foi solubilizado com excesso de NaOH: "������ + �� ���� ⟶ #"�����$% Procedimento a.2 :Reação com o NH3 Os resultados observados em laboratório para este procedimento estão na Tabela 2: Tabela 2: Mudanças observadas em laboratório, levando como paramento a cor. Cátion Aspecto inicial Mudanças observadas (sem NH3 em excesso) Mudanças observadas (com NH3 em excesso) Fe3+ Liquido alaranjado Precipitado amarronzado forte Sem solubilização Al3+ Liquido transparente Precipitado branco Pouca solubilização Cr3+ Liquido arroxeado Precipitado verde cinzento Pouca solubilização Ni2+ Liquido esverdeado Precipitado azulado Solubilização Co2+ Liquido avermelhado Precipitado esverdeado Solubilização Zn2+ Liquido transparente Precipitado branco Solubilização Mn2+ Liquido transparente Precipitado amarronzado Solubilização Todos os compostos precipitaram com a adição do NH4OH, sendo que três dos sete cátions não solubilizaram na presença de excesso do reagente: �������� + 3��$�� ���� + ��� ��� ⟶ ������� ↓ +3��$ ����� �������� + 3��$�� ���� + ��� ��� ⟶ ������� ↓ +3��$ ����� �������� + 3��$�� ���� + ��� ��� ⟶ ������� ↓ +3��$ ����� A solubilidade decresce na presença de amônio devido ao efeito do íon comum. Uma pequena fração do precipitado de alumínio passa para a solução como hidróxido de alumínio coloidal. As reações de precipitação do Cobalto, Níquel, Manganês e Zinco, são: �������� + ��$�� ���� + ��� ��� + ��� ⟶ ��������� ↓ +��$ � ���� �������� + 2��$�� ���� + 2��� ��� ⟶ ������� ↓ + 2��$ � ���� �(�� �� !������� + 2��$�� ���� + 2��� ��� ⟶ !������ ↓ + 2��$ � ���� �)���*�� "������� + 2��$�� ���� + 2��� ��� ⟶ "������ ↓ + 2��$ � ���� �)���*�� Os outros reagentes, solubilizaram, mesmo que em pequena escala, no excesso de NH4OH, formando os íons complexos, conforme equações químicas: ��������� ↓ + 6������� ⟶ #�������,% �� + ��� ���� + �� ���� ������� ↓ + 6������� ⟶ #�������,% �� + �� ���� ������ "������ ↓ + 4������� ⟶ #"������$% �� + 2�� ���� �)���*�� Com excesso de reagente, nenhuma precipitação ocorre nestes cátions, devido à queda de concentração de íons hidroxila e a consequente incapacidade para alcançar os hidróxidos, ou seja, manter produto de solubilidade baixo. Isto é válido também para o manganês, que não formou complexo, mas solubilizou com excesso pelo mesmo motivo Procedimento b :Reação com o Ferro (III) Obteve-se os seguintes resultados em laboratório: Tabela 3: Cor observada em laboratório Reagente Cor observada Tiocianato de amônio Vermelho escuro Ferrocianeto de potássio Marron A coloração vermelha intensa do primeiro reagente, se deve à formação de um complexo não dissociado de tiocianato de ferro (III): �������� + 3-�� ���� ⟶ ���-�������� Já a coloração marron para o segundo reagente se deve ao fato da formação de um complexo não dissociado de hexacioanoferrato (III) de ferro (III): �������� + #������,% � ���� ⟶ ��#������,%���� Procedimento c: Alumínio (III) • c.1:. Observou-se formação de um precipitado branco identificado como hidróxido de alumínio baseado na seguinte equação: �������� + 3��$�� ���� + ��� ��� ⟶ ������� ↓ +3��$ ����� Mesma reação que aconteceu no procedimento a2. • c.2: A adição do hidróxido de amônio em excesso ocasiona a formação de íons tetra-hidroxialuminato de acordo com a seguinte equação: ������� + �� ���� ⟶ #������$% A adição de HCl reduz a concentração de hidroxilas livre em solução favorecendo o sentido inverso da reação evidenciado pela precipitação do hidróxido de alumínio. ��� ���� + #������$% ����� ������� ↓ + �� ���� + ������ Procedimento d: Cromo (III): Incialmente a solução apresentava coloração azul, após adição de NaOH a solução mudou sua coloração à verde, por conta da formação dos íons cromito já posto anteriormente. Com a adição do peroxido de hidrogênio e a decomposição do excesso de H2O2 por ebulição, identificou-se a coloração amarela que evidencia a presença dos íons cromatos. 2#������$% ���� + 3�������� + 2�� ���� ⟶ 2���$���� + ������ Procedimento e: Cobalto (II) Para esta reação foi observada a formação de um compostocom coloração azul, isso se deve ao fato de ser adicionado Tiocianato de amônio em solução ácida (devido a presença do ácido acético em solução), que resultou na formação do íon tetratiocianatocobaltato (II), como descrito pela equação química abaixo. �������� + 4-�� ���� ⟶ #���-���$% � ���� + � ���� Posteriormente com a adição do álcool amílico aconteceu a formação do ácido livre H2[Co(SCN)4]. A adição de ácido forte (HCl por exemplo) ao sistema perturbaria o sistema de tal forma que seria mais provável a formação de ácido livre, sendo possível assim a extração deste com álcool amílico ou éter, porém não foi possível verificar a separação exata de fases e este problema pode ter acontecido pelo fato do ácido estar vencido, o que prejudicou a reação. Procedimento f : Niquel (II) • f.1: Este procedimento não foi realizado em prática. Com a adição de hidróxido de sódio deveria ser observado a formação do precipitado de hidróxido de níquel, como apresentado na equação que segue abaixo: �������� + 2�� ���� ⟶ ������� ↓ O sal formado é insolúvel, sendo necessário a adição de amônia para ser observada uma solubilidade. • f.2: Neste item foi adicionado solução de nitrato de níquel, e posteriormente dimetilglioxima (C4H8O2N2), e após adicionou-se amônia para alcalinizar o meio formando assim um precipitado vermelho de dimetilglioximato de níquel: �������� + 2��.!/ ���� ⟶ ����.!/�� ↓ +2� ����� 2. CONCLUSÃO A prática “Identificação dos cátions do grupo III” realizada em laboratório se mostrou eficiente em demonstrar a identificação de compostos desse grupo através de reações de precipitações e formação de complexos, demonstrando um bom alinhamento com a literatura. Não se teve problemas com o experimento, com exceção do f1 que não pode ser feito por falta de reagente e da não vista da separação de fases no procedimento e devido ao regente vencido, mas que não prejudicou no aprendizado. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] VOGEL, A. I. Química Analítica Qualitativa, Editora Mestre Jou, São Paulo, 1981, 227 p.
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