testes de identificação cátions e ânions

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO VALE DO ACARAÚ – UVA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA 
CURSO: QUÍMICA ( LlCENCIATURA E BACHARELADO)
DISCIPLINA – QUÍMICA ANALÍTICA EXPERIMENTAL I
ESTUDO DOS ÂNIONS
1. TESTES DE ELIMINAÇÃO
TE -1 – TESTE PARA ÁCIDOS VOLÁTEIS OU INSTÁVEIS
	Este teste utiliza reações de prótons e de oxi-redução para conversão do ânion em um gás.
Procedimento: Colocar 0,5 mL da solução amostra em tubo de ensaio e adicionar 1 gota de H2SO4 
6 mol L-1, observando atentamente, com o tubo ao nível dos olhos. Misture, sempre observando. Cheirar levemente o gás desprendido impelindo com a mão o ar, na direção do seu nariz. Aquecer em banho-maria e ficar observando a ocorrência de qualquer reação. 
	Ânion
	Resultado positivo
	Cl- ( HCl(
	Gás incolor com cheiro picante
	2I- + 2H+ ( I2( + H2
	Solução marrom com gás violeta
	Br- ( Br2
	Gás marrom
	CO32- + 2H+ + SO42-(CO2( + SO42- + H2O
	Bolhas na solução, gás incolor e inodoro
TE – 2 – TESTE PARA SUBSTÂNCIAS FORTEMENTE REDUTORAS
	O teste baseia-se no descoramento do íon permanganato com meio ácido, por um íon redutor, através da seguinte reação:
MnO4- (violeta) + 8H+ + 5e- (fornecido pelo redutor) ( Mn2+ (incolor) + 4H2O
Exemplo: 10I- + MnO4- + 16H+ ( 5I2 + 2Mn2+ + 8H2O
Procedimento: Acidificar 0,5 mL da solução amostra com H2SO4 6 mol L-1 e adicionar, gota à gota, solução de KMnO4 0,002 mol L-1. Observar. Aqueça por 1 minuto e observar novamente.
	Ânion
	Resultado positivo
	Cl- 
	Descoramento do permanganato
	I- 
	Descoramento do permanganato
	Br- 
	Descoramento do permanganato
	C2O42-
	Descoramento do permanganato mais rápido à quente
OBS: (1) Outros ânions tais como S2O32-,S2-, CN-, AsO33-, [Fe(SCN)6]4-, HCO2- e C4H4O62- também dão reação positiva para este teste.
TE - 3 – TESTE PARA ÂNIONS QUE FORMAM SAIS DE PRATA POUCO SOLÚVEIS
	Os halogênios bem como o íon tiocianato (SCN-) formam precipitados pouco estáveis com o íon prata em água e em ácido nítrico diluído, segundo as reações:
Ag+ + X- ( AgX( onde X representa o ânion pesquisado
Procedimento: Colocar 0,5 mL da solução amostra em tubo de ensaio e adicionar 1 gota de AgNO3 0,1 mol L-1. Se houver formação de precipitado, adicionar mais 5 gotas. Observar a cor do precipitado. Adicionar HNO3 6 mol L-1 até a solução se formar ácida e mais 5 gotas de excesso. Se o precipitado se dissolver, o teste é negativo, ou seja, os ânions em questão estão ausentes. Se houver formação de muito precipitado e o volume do precipitado diminuir com a adição de HNO3, adicionar mais ácido e observar se o precipitado se dissolve.
	Ânion
	Resultado positivo
	SCN- e Cl-
	Precipitado branco
	Br-
	Precipitado amarelo pálido ou branco
	I-
	Precipitado amarelo pálido
TE – 4 – TESTE PARA ÂNIOS QUE FORMAM SAIS DE CÁLCIO POUCO SOLÚVEIS
	Os íons oxalato (C2O42-) e metafosfato (HPO42-) precipitam com os íons cálcio em meio básico, segundo as reações:
Ca2+ + C2O42- ( CaC2O4(
Ca2+ + HPO42- ( Ca HPO4(
Procedimento: Colocar 0,5 mL da solução amostra em tubo de ensaio e adicionar 3 gotas de Ca(NO3)2. Adicionar NH3 6 mol L-1 até a solução se tornar alcalina. Verificar se houve formação de precipitado.
	Ânion
	Resultado positivo
	C2O42- e HPO42-
	Precipitado branco
TE – 5 – TESTE PARA ÂNIONS QUE FORMAM SAIS DE BÁRIO POUCO SOLÚVEIS
	Os íons sulfato precipitam com os íons bário e o sulfato de bário é pouco solúvel em HCl diluído. 
Ba2+ + SO42- ( BaSO4(
Procedimento: Colocar 0,5 ml da solução amostra em tubo de ensaio e adicionar 3 gotas de BaCl2. Se houver formação de precipitado, centrifugar e rejeitar o sobrenadante. Observar a cor do precipitado. Adicionar 6 gotas de HCl 6 mol L-1 ao precipitado e observar.
	Ânion
	Resultado positivo
	SO42- 
	Precipitado branco insolúvel em HCl
TABELA DE ELIMINAÇÃO
	ÍONS
	NOME
	TE-1 
	TE-2
	TE-3
	TE-4
	TE-5
	Sumário
	Resultado
	Cl-
	Cloreto
	
	
	
	
	
	
	
	Br-
	Brometo
	
	
	
	
	
	
	
	I-
	Iodeto
	
	
	
	
	
	
	
	CO32-
	Carbonato
	
	
	
	
	
	
	
	SO42-
	Sulfato
	
	
	
	
	
	
	
	PO43-
	fosfato
	
	
	
	
	
	
	
	C2O42-
	Oxalato
	
	
	
	
	
	
	
	SCN-
	Tiocianato
	
	
	
	
	
	
	
NOMENCLATURA DE PREENCHIMENTO DA TABELA:
P – Ânion presente no teste (somente se coloca P quando o resultado der positivo para um único ânion). Recomenda-se confirmar sua presença pelo teste de identificação (TI).
A – Ânion(s) ausente(s) no teste (o teste deu resultado negativo para um ou mais ânions). Nenhum teste posterior é necessário, se no sumário sua ausência for confirmada.
? - O teste deu positivo para um determinado grupo de ânions. A presença do ânion precisa ser confirmada pelos testes de identificação (TI).
2. TESTES DE IDENTIFICAÇÃO
2.1 . IDENTIFICAÇÃO DO ÍON CLORETO (Cl-)
2.1.1 – Identificação preliminar
Teste TE - 3, precipitado branco de AgCl, insolúvel em HNO3.
2.1.2 Princípio do método
Se íons interferentes estiverem ausentes, o cloreto pode ser identificado através de sua precipitação como cloreto de prata em meio ácido, o qual previne a formação de sais de prata de ácidos fracos como Ag3PO4 ou Ag2CO3 porque mantém a concentração dos ânions fosfato e carbonato tão baixos quanto possíveis. O cloreto de prata precipitado é pouco solúvel em ácido nítrico e solúvel em excesso de amônia. 
Ag+ + Cl- ( AgCl( (branco)
AgCl( + 2NH3 ( [Ag(NH3)2]+ + Cl-
[Ag(NH3)2]+ + Cl- + 2H+ ( AgCl( + 2NH4+
2.1.3. Interferências
(a) tiocianato, brometo e iodeto formam sais de prata que são insolúveis em HNO3 diluído. Tiocianato de prata e brometo de prata são parcialmente solúveis em solução de amônia e não diferem suficientemente o AgCl para permitir uma distinção. 
(b) Brometo e iodeto devem estar ausentes para que o teste seja conclusivo.
(c) Traços de cloreto estão geralmente presentes como impurezas ou são introduzidos acidentalmente. Isto deve ser diferenciado da grande quantidade presente na amostra.
2.1.4 Procedimento
Acidificar uma porção de 0,5 mL da solução amostra com HNO3 6 mol L-1 e adicionar gotas de AgNO3. Se um precipitado branco, em forma de coágulos se formar, pode ser AgCl. Centrifugar e rejeitar a solução sobrenadante. Adicionar NH3 6 mol L-1 até pH alcalino, 5 gotas de excesso e observar. Se o precipitado se dissolver, acidificar novamente a solução com HNO3 6 mol L-1 e se o precipitado branco voltar a se formar, constata-se a presença do cloreto.
2.2 IDENTIFICAÇÃO DO ÍON BROMETO (Br-)
2.2.1 Identificação preliminar
Teste TE - 3, precipitado branco ou amarelo pálido de AgBr, insolúvel em HNO3. 
2.2.2 Princípio do método 
Se íons interferentes estiverem ausentes, o brometo pode ser identificado através de sua precipitação como brometo de prata em meio ácido, o qual previne a formação de sais de prata de ácidos fracos tais como Ag3PO4 ou Ag2CO3 porque mantém a concentração dos ânions e carbonatos tão baixos quanto possíveis. O cloreto de prata precipitado é pouco solúvel em ácido nítrico e solúvel em excesso de amônia.
Ag+ + Br- ( AgBr( (branco ou amarelo pálido )
AgBr( + 2NH3 ( [Ag(NH3)2]+ + Br-
[Ag(NH3)2]+ + Br- + 2H+ ( AgBr( + 2NH4+
2.2.3 Interferências
(a) Sulfito e tiocianato, brometo também são oxidados. Um íon inconveniente excesso de reagente deve ser adicionado antes do brometo ser oxidado.
2.2.4 Procedimento
Acidificar uma porção de 1 mL da solução amostra em HNO3 6 mol L-1 e adicionar 4 gotas em excesso. Acrescente 2 gotas de tetracloreto de carbono não mais porque a cor laranja é mais intensa num pequeno volume e, em seguida adicione gota à gota KMnO4 0,002 mol L-1, agitando cada adição, até ser obtida uma camada orgânica laranja ou a solução aquosa permanecer rosa durante pelo menos 1 minuto. A presença de brometoé indicada pela camada orgânica. 
2MnO4 - + 10Br- + 16 H+ ( 5Br2( + 2Mn2+ + 8H2O
2.3 IDENTIFICAÇÃO DO IODETO (I-)
2.3.1 Identificação Preliminar
Teste TE - 2 pelo descoramento do permanganato.
Teste TE - 3 pela formação de iodeto de prata, precipitado amarelo e insolúvel em HNO3.
2.3.2 Princípio 
O íon iodeto é um agente redutor ativo, facilmente oxidado a iodo ou íon tri-iodeto pelo ácido nitroso, um reagente que não afeta brometo ou cloreto. Iodo molecular, I2, é muito solúvel em tetracloreto de carbono, CCl4 do que em água e confere uma cor violeta ao solvente orgânico.
2HNO2 + 2I- + 2H+ ( 2NO( + I2( + 2H2O
2.3.3 Interferências
(a) o íon sulfeto, S2-, também é oxidado pelo ácido nitroso e, é necessário um excesso de reagente se ele estiver presente. Sulfeto pode ser removido pela evaporação com ácido acético. Tiocianato também reage com o ácido nítrico mais é uma interferência mais branda.
(b) Cromatos ou dicromatos em solução ácida oxidam o iodeto. Estes íons devem ser separados um dos outros em soluções básica ou neutra, antes de fazer o teste para o iodeto.
2.3.4 Procedimento
Acidificar algumas gotas de solução amostra com H2SO4 6 mol L-1. Acrescentar alguns cristais de NaNO2 e algumas gotas de CCl4. Agitar vigorosamente para extrair o iodo. A presença de iodo é indicada pela cor violeta na ccamada orgânica.
2.4 IDENTIFCAÇÃO DO ÍON SULFATO (SO4 2-)
2.4.1 Identificação Preliminar
Teste TE - 5, formação de sulfato de bário branco, insolúvel em HNO3 6M. No entanto, este precipitado pode ser proveniente também da oxidação de sulfito à sulfato.
2SO3 2- + O2 ( 2SO4 2-
2.4.2 Princípio
De todos os ânions que formam sais de bário insolúveis, somente o sulfato é pouco básico e somente BaSO4 precipitará em soluções fortemente ácidas. Se um precipitado tiver sido obtido no TE – 5 e a ausência de sulfito for provada, não se necessita de mais nenhum teste adicional para sulfato.
Ba2+ + SO4 2- ( BaSO4( (branco)
Interferências
(a) Sulfato pode ser produzido pela oxidação de sulfito em solução ácida com substâncias fortemente oxidantes NO3 - e CrO4 2-. Os efeitos dos nitritos e nitrato podem ser eliminados pela precipitação do BaSO4 em meio neutro ou básico e lavando-se o precipitado antes de adicionar o ácido.
(b) Mesmo que a amostra não contenha agente oxidante, uma lenta oxidação do sulfito pelo ar provoca o aparecimento de pequenas quantidades de sulfato.
2.4.3 Procedimento
Acidificar algumas gotas de solução com HCl 6 mol L-1 e adicionar algumas gotas de BaCl2. A formação de um precipitado branco, BaSO4, indica a presença de sulfato. 
2.5. IDENTIFICAÇÃO DO ÍON FOSFATO (PO4 3-)
2.5.1 Identificação preliminar
Teste - 4, formação momentânea de nitrato de prata quando a solução é acidificada. O Ag3PO4 é solúvel em amônia e HNO3.
2.5.2 Princípio
Quando um excesso de molibdato de amônio é adicionado a uma solução contendo fosfato com HNO3 numa concentração de 5 a 10% do volume, precipita o fosfomolibdato de amônio, amarelo.
HPO42- + 3NH4+ + 12MoO42- + 23H+ ( (NH4)3[P(Mo3O10)4]( (amarelo) + 12H2O
2.5.3 Interferências
(a) O íon arsenato de uma reação similar, também retarda a precipitação do fosfato. Arsênio é removido por precipitação como As2S3 em meio HCl 6M.
(b) Altas concentrações de cloreto ou sultafo retardam a precipitação. Cloretos são eliminados por evaporação com HNO3. 
(c) Agentes redutores destroem o molibdato. Eles também são removidos por evaporação com ácido nítrico.
2.5.4 Procedimento
Adicionar algumas gotas de HNO3 16 mol L-1 à solução e aquecer em banho-maria por alguns minutos. Retirar do banho e acrescentar algumas gotas de molibdato de amônio. Deixar em repouso por 5 minutos. A formação de um precipitado amarelo brilhante indica a presença de fósforo. Um precipitado branco de MoO3 pode se formar se o fosfato estiver ausente ou se a solução for muito aquecida (T( 40(C).
2.6 IDENTIFICAÇÃO DEO ÍON OXALATO (C2O42-)
2.6.1. Identificação preliminar
No teste TE - 4, formação de CaC2O4, branco, solúvel em ácido nítrico.
2.6.2 Princípio
O oxalato presente na amostra é precipitado como oxalato de cálcio em meio de ácido acético, onde é insolúvel:
C2O42- + Ca2+ ( CaC2O4( (branco esfumaçado)
O oxalato de cálcio é dissolvido pelo ácido sulfúrico:
5H2C2O4 + MnO4- + 5H+ ( 10CO2( + 2Mn2+ + 8H2O
O ácido oxálico formado é oxidado pelo permanganato pelo dióxido de carbono resultando um descoramento do permanganato.
2.6.3 Interferências
Outros ânions redutores tais como SO32-, NO22-também descoram o permanganato. Eles podem ser eliminados pela precipitação do oxalato de cálcio em meio de ácido acético. Os outros ânions que não formam sais de cálcio insolúveis em solução ácida, são facilmente eliminados pela lavagem de precipitado.
2.6.4 Procedimento
Acidificar ligeiramente a solução amostra com ácido acético 6 mol L-1 e acrescentar a mesma quantidade de ácido, usando para acidificar em excesso. Adicionar algumas gotas de Ca(NO3)2 a solução e deixar em repouso por 1 minuto. Centrifugar, lavar o precipitado duas vezes com água quente e acrescentar ao precipitado, 4 gotas de H2SO4 18 mol L-1 , aquecer brevemente em banho-maria para dissolver o precipitado. Adicionar 1 gota de KMnO4 0,002 mol L-1, agitar, observar e ir adicionando mais permanganato, gota à gota, ao precipitado dissolvido. A presença de oxalato é indicada pelo descoramento do permanganato.
2.7 IDENTIFICAÇÃO DO ÍON TIOCIANATO (SCN-)
2.7.1 Identificação preliminar
No teste TE - 2, complexo vermelho de FeSCN2+ com FeCl3.
No teste TE - 3, precipitado branco de AgSCN insolúvel em HNO3.
2.7.2 Princípio
Em solução ligeiramente ácida, tiocianato reage com Fe3+ formando uma intensa coloração vermelha, devido a formação de um complexo não dissociado de tiocianato de ferro (III).
Fe3+ + 3SCN- ( Fe(SCN)3
Além disso, também se forma uma série de complexos tais como [Fe(SCN)]2+, [Fe(SCN)2]+, [Fe(SCN)4]-, [Fe(SCN)5]2- e [Fe(SCN)6]3-. A composição do produto em solução aquosa depende principalmente das quantidades relativas de ferro e de tiocianato presentes.
2.6.3 Interferências
(a) Iodeto é oxidado pelo FeCl3 para I3, vermelho escuro, o qual pode se confundido com o [Fe(SCN)2]+.
(b) Fe(III) também oxida o S2-, SO32- e NO2-. E conveniente adicionar um grande excesso de FeCl3.
(c) Fosfatos, arseniatos, boratos, iodatos, sulfatos, acetatos, oxalatos, citratos, tartaratos e os ácidos livres correspondentes interferem devido a formação de complexos estáveis com o Fe(III).
(d) Os fluoretos descoram a cor do complexo FeSCN+ devido a formação do complexo FeF63- mais estável.
2.6.4 Procedimento
Acidificar a solução amostra com HCl 6 mol L-1 e adicionar algumas gotas de solução de FeCl3. A formação de um vermelho profundo indica presença do tiocianato.
2.8 IDENTIFICAÇÃO DO ÍON CARBONATO (CO32-)
– Teste Preliminar
No teste TE -1, bolhas incolor, gás incolor e inodoro.
– Princípio
Em meio ácido ocorre a decomposição do ânion por efervescência devido a formação de CO2 (g). Pela técnica de desprendimento gasoso, o CO2 (g) pode ser confirmado ao se borbulhar o gás em uma solução límpida. Se o íon fosfato estiver ausente, o carbonato pode ser identificado através de sua precipitação como carbonato de bário.
CO2 (g) + Ba(OH)2(aq) ( Ba(CO3)2(s) + H2O(l)
2.8.3 – Interferentes
O fosfato forma precipitado com o bário. Precipitado azul.
2.8.4 – Procedimento
Em 0,5 mL da solução amostra, adicionar 3 gotas de solução de Ba(OH)2 saturada. Homegeneizar e esperar 2 minutos. A formação de um precipitado branco, indica a presença de carbonato.