Prática, Titânio, VAnádio e cromo

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO – UERJ
INSTITUTO DE QUÍMICA
Departamento de Química Orgânica
Curso de Licenciatura em Química
 	
RESUMO De QUÍMICA inorgânica EXPERIMENTAL I
cromo
 titânio
vanádio
Apresentado por: Verônica Luiza
18. Titânio
18.1. Ação de ácidos sobre o titânio metálico
Transformação Desenvolvida: Mudança de cor e desprendimento gasoso
O titânio a temperatura ambiente não reage com ácidos, nem com álcalis. Entretanto em HCl concentrado a quente ele se dissolve lentamente formando Ti3+, liberando H2.
 Ti(s) + 3 HCl (conc.) TiCl3 (aq) + 1 ½ H2(g)
Coloração violeta
A coloração violeta do titânio se deve ao fato de termos apenas um elétron d, logo só é possível uma transição eletrônica, que gera no espectro visível uma banda, indo quase todos esses elementos a violeta.
A temperatura ambiente ele não reage com álcalis.
18.2. Propriedades redutoras do Titânio (III)
Transformação Desenvolvida: Mudança de cor
O titânio III, têm caráter redutor, já o KMnO4 possui caráter oxidante, daí observamos o descoramento da solução de permanganato, identificando assim a existência de uma reação de oxirredução, onde o Ti3+ passa a Ti4+, que é incolor . E o Mn7+, que é violeta, passa a Mn2+, que é incolor, conforme as reações abaixo.
MnO4- (aq) + 5e + 8H+(aq.) Mn2+(aq) + 4 H2O 		E0redução = 1,54V 
TiO2+ (aq.) 2H+ + 1 e Ti3+(aq) + H2O 	E0redução = 0,10
De acordo comos potencias podemos dizer que o (Mn7+/Mn2+), possui maior potencial de redução do que o par (TiO2+/ Ti3+), sendo então a redução preferencial do Mn +7 a Mn 2+ e por conseguinte a oxidação do Ti3+a Ti4+.
Semi-reação de redução: MnO4- (aq) + 5e + 8H+(aq.) Mn2+(aq) + 4 H2O 	E0redução = 1,54V 
Semi-reação de oxidação: Ti3+ (aq) + H2O TiO2+ (aq.) 2H+(aq.) + 1 e 	E0oxidação - 0,10V 
Para somar as semi-equações é necessário multiplicar a semi-reação de oxidação por 5, assim obtemos a reação global:
MnO4- (aq) + 5 Ti3+ (aq) + H2O 5 TiO2+ (aq.) + 2H+ + Mn2+(aq) 
18.3. Redução do Titânio (IV)
Transformação Desenvolvida: Mudança de cor e grande desprendimento gasoso
TiOSO4(aq) incolor + H2SO4 (conc.) + Zn0 (s) [ Ti(H2O)3]3+ violeta
Observou-se grande desprendimento gasoso, o tubo foi deixado em repouso e após algum tempo houve o aparecimento de uma coloração violácea. Essa reação forneceu um íon hidratado de coloração púrpura o [Ti (H2O)6]3+, que caracterizou a redução do Ti 4+ à Ti 3+.
 18.4. Obtenção e propriedades do óxido de titânio (III) hidratado
Transformação Desenvolvida: Mudança de cor
Ti2O3 (aq) + NaOH (aq) Ti2O3.(H2O)n Coloração azul escuro intenso
Já a solução obtida Ti2O3.(H2O)n, coloração azul escuro intenso, quando exposta ao ar forma um óxido branco , que indica formação de óxido de titânio (Ti2O3).
A solução obtida Ti2O3.(H2O)n Coloração azul escuro intenso .
Adição de H2SO4 (conc) – Observou-se o descoramento da solução que ficou incolor.
Adição de NaOH (conc) – A suspensão solubilizou, e a intensidade do azul foi diminuindo.
19. Vanádio
19.1 Obtenção e estudo das propriedades do V2O5
19.1.1. Obtenção do V2O5
Transformação Desenvolvida: Mudança de cor do sólido que era amarelo e passou a vermelho alaranjado.
Notamos que ao aquecer obtivemos a mudança de colorção do sólido o que indica a formação do V2O5 (s) com liberação de NH3 (g), conforme mostra a reação abaixo:
NH4VO3 (s) aquecimento V2O5 (s) + NH3 (g)
Sólido amarelo Sólido vermelho alaranjado
19.1.2. Formação de Ortovanadatos
Transformação Desenvolvida: Dissolução e mudança de cor da solução , ficando amarelo pálido.
O V2O5 (s) é anfótero, quando dissolvido em água forma uma solução amarelo pálido. Já em NaOH (conc.) esse óxido é dissolvido, formando vários vanadatos. Os seus íons em estado de oxidação inferior a +5 são coloridos, pois possuem um nível eletrônico d preenchido de forma incompleta o que possibilita transições d-d.
V2O5 (s) + 2 NaOH (aq) 2 NaVO2 (aq) + H2O
V2O5 (s) + 3 NaOH (aq) 2 NaVO3 (aq) + H2O
V2O5 (s) + 4 NaOH (aq) Na4V2O7 (aq) + 2 H2O
V2O5 (s) + 6 NaOH (aq) 2 Na3VO4 (aq) + 3 H2O
19.1.3. Caráter Oxidante
Transformação Desenvolvida: Dissolução do óxido e Mudança de cor.
A reação do V2O5 (s) com ácido clorídrico ocorre a dissolução do óxido, formando o íon amarelo pálido dioxovanádio , VO2+.
Ao colocar o papel de filtro embebido em solução de KI aminodato, notamos o aparecimento de uma coloração azul no papel, o que indica a presença de iodo. Podemos concluir, que V2O5 passou a VO2+, ele se reduziu, logo ele é um agente oxidante, pois se reduziu e provocou a oxidação do iodeto a iodo. 
V2O5 (s) + HCl (conc) VO2 +(aq) + H2O		 redução do vanádio
2 I-(aq) I2 (s) 				oxidação do iodeto 
19.2. Caráter oxidante do Vanádio
Transformação Desenvolvida: Mudança de cor, a solução passou de amarelo pálido, a verde mar, azul suave e asul intenso.
Partindo-se de vanadato de amônio ( NH4VO4 ), e empregando-se zinco metálico, em meio ácido, produzem-se as seguintes reações:
NH4VO3 (aq) + HCl (1:1) + Zn0(s) [ VO(OH2)5]2+ (azul) → [V(OH2)6]3+ (verde) → [V(OH2)6]2+ 
 (incolor) (violeta)
 
NH4VO3 (aq) coloração aincolor, em meio ácido na presença de zinco, temos formação da solução azul formada pelos íons [V(H2O)5]2+, ela vai se tornando verde e depois violeta, porque essas soluções são fortemente redutoras e facilmente oxidadas pela água ou pelo ar.
Potenciais retirados do livro Química Inorgânica, Shiriver & Atkins
19.3. Caráter redutor do Vanádio (II) e (III)
No tubo contendo a solução verde, ou seja, contendo[V(OH2)6]3+,, ao adicionar a solução de KMnO4 
Transformação Desenvolvida: Mudança de cor, observamos o descoramento da solução de permanganato, que era violácea, o que indica a redução dos íons Mn +7 a Mn 2+, logo o V3+, se oxidou a V4+.
MnO4- (aq) + 5e + 8H+(aq.) Mn2+(aq) + 4 H2O 	E0redução= 1,54V (Mn7+/Mn2+)
VO2+ (aq.) 2H+ + 1 e V3+ (aq) 		 E0redução= 0,337V (VO2+/ V3+)
De acordo comos potencias podemos dizer que o (Mn7+/Mn2+), possui maior potencial de redução do que o par (VO2+/ V3+), sendo então a redução preferencial do Mn +7 a Mn 2+ e por conseguinte a oxidação do V3+a V4+.
Semi-reação de redução: MnO4- (aq) + 5e + 8H+(aq.) Mn2+(aq) + 4 H2O E0redução = 1,54V 
Semi-reação de oxidação: V3+ (aq) + H2O VO2+ (aq.) 2H+(aq.) + 1 e E0oxidação = - 0,337V 
Para somar as semi-equações é necessário multiplicar a semi-reação de oxidação por 5, assim obtemos a reação global:
MnO4- (aq) + 5 V3+ (aq) + H2O Mn2+(aq) + 5VO2+ (aq.) + 2H+( aq.)
No tubo contendo a solução violeta, ou seja, contendo[V(OH2)6]2+, adição de solução de KMnO4 .
Transformação Desenvolvida: Mudança de cor, observamos o descoramento da solução de permanganato, que era violácea, o que indica a redução dos íons Mn +7 a Mn 2+, logo o V2+, se oxidou a V4+.
MnO4- (aq) + 5e + 8H+(aq.) Mn2+(aq) + 4 H2O E0= 1,54V (Mn7+/Mn2+)
V2+ (aq) + H2O VO2+ (aq.) 2H+(aq.) + 2 e E0= ______ V (VO2+/ V2+)
De acordo comos potencias podemos dizer que o (Mn7+/Mn2+), possui maior potencial de redução do que o par (VO2+/ V3+), sendo então a redução preferencial do Mn +7 a Mn 2+ e por conseguinte a oxidação do V2+a V4+.
Semi-reação de redução: MnO4- (aq) + 5e + 8H+ Mn2+(aq) + 4 H2O E0redução = 1,54V 
Semi-reação de oxidação: V2+ (aq) + H2O VO2+ (aq.) 2H+ + 2 e E0oxidação = ____V 
20. Crômo
20.1. Obtenção e propriedades anfóteras do óxido de crômo (III) hidratado
Adição NaOH
Transformação Desenvolvida:
Mudança de cor e formação de hidróxido de cromo, que é insolúvel.
CrCl3 + 3 NaOH(aq) Cr(OH)3(s) + 3 NaCl(aq)
Azul escuro Suspensão azul cinzenta gelatinosa
Adição de mais NaOH
Transformação Desenvolvida: Mudança de cor e solubilização do precipitado, conforme a reação abaixo, formando o complexo tetrahidroxicromato [Cr(OH)4]-.
Cr(OH)3(s) + NaOH(aq) [Cr(OH)4]-
Suspensão azul cinzenta gelatinosa solubilização do precipitado e solução verde.
Adição de HCl 
Transformação Desenvolvida: Não dissolveu o precipitado, apenas escureceu a solução.
Cr(OH)3 + HCl(aq) Cr(OH)3 
Suspensão azul cinzenta gelatinosa 
20.2. Propriedade de uma solução de Cromo (III)
20.2.1. Caráter ácido
Transformação Desenvolvida: Desprendimento gasoso e a solução azul escura do CrCl3, clareou.
Notamos que houve desprendimento gasoso o que evidencia possível liberação de Cloro, logo houve oxidação do Mg0 à Mg2+.
Mg0 (s) + CrCl3 (aq) MgCl2 (aq) + ½ Cl2(g)
 Solução Azul escuro Desprendimento Gasoso
20.2.2. Oxidação a Cr(VI) 
Transformação Desenvolvida: Houve mudança da coloração da solução que passou a amarelo gema. Isso se deve ao fato dos íons Cr3+, na presença do peróxido ( H2O2), sofreram oxidação e passaram a Cr6+, na forma de cromato (coração amarela). 
CrCl3 (aq) +3 H2O2(aq) + 2OH- (aq.) 2CrO4-(aq.) + 8H2O
 Solução com coloração amarelo gema.
20.3. Equilíbrio cromato-dicromato
Adição de ácido sulfurico a solução de cromato
Transformação Desenvolvida : Mudança da coloração da solução amarela indo a laranja, o que característica a passagem do cromato a dicromato.
De acordo com a equação abaixo o cromato(nox = +3), solução amarela, se oxida na presença de ácido sulfúrico indo a íon dicromato (nox = +6). 
2 K2CrO4 (aq) + 5 H2SO4 (dil.) K2Cr2O7 (aq) + 5 H2O 
 Solução amarela Solução laranja- avermelhada
Adição de hidróxido de sódio a solução de dicromato de potássio obtida do item anterior 
Transformação Desenvolvida : Mudança da coloração da solução laranja avermelhada que descorou. 
Podemos concluir que na presença de base o equilíbrio é deslocado no sentido de formação do cromato, podemos evidenciar isso pela mudança da coloração da solução.
Cr2O72- (aq) + 2 NaOH (aq) 2CrO42- (aq) + H2O + 2 Na+ (aq.)
 Solução laranja- avermelhada Solução descorou
Notamos então a presença do seguinte equilíbrio : 
20.4. Propriedades Oxidantes do Cr(VI)
Transformação Desenvolvida: Mudança de cor, devido a reação de oxirredução.
 K2Cr2O7 (aq) + FeSO4 (aq.) K2SO4 (aq.) + FeCrO3 (aq.)
Solução alaranjada Solução Verde Intensa
Notamos a mudança da coloração da solução que era alaranjada que após adição da soluçao de sulfato de ferro II, passou a uma coloração verde intensa, essa coloração verde intensa é característica da presença de íons Cr3+.
Pudemos observar que a solução de dicromato de potássio ao reagir com sulfato de ferro II, sofreu redução dos íons Cr6+ passando a Cr3 , logo se ele se reuziu e funcionou como agente oxidante promovendo a oxidação do Fe2+ à Fe3+ . 
Para confirmar a reação de oxiredução a solução obtida após a mistura foi testada com solução de KSC, daí obteve-se uma solução com coloração vermelho sanguíneo que indica a presença de Fe3+. Essa coloração vermelho sanguínea da reação é característica da presença do complexo[ FeSCN]2+, por este motivo essa reação é uma reação específica para determinação de Fe3+ .
Fe3+(aq.) + SCN- (aq.) [ FeSCN]2+
Diante disso podemos confirmar que o Cromo (VI), possui caráter oxidante. 
20.5. Obtenção do CRO(O2)2 - peróxido azul
H2SO4 (dil.) + H2O2(3%) + éter etílico formação de duas fases : uma aquosa e a outra orgânica.
A essa mistura foi adicionada solução de K2Cr2O7 (aq), conforme reação abaixo:
H2SO4 (dil.) + 2 H2O2(3%) + éter etílico + K2Cr2O7 (aq) CrO (O2) 2 + H2O + K2SO4 (aq.) + 4H2(g) , houve aparecimento de uma coloração azul intenso, devido ao CrO(O2)2 e com desprendimento gasoso, ddevido a liberação de H2.
Na fase orgânica observamos coloração azul, a espécie CrO(O2) 2 é azul-violeta. Na água, ele se decompõe rapidamente em oxigênio (O2) e um cromo (III), que é verde. No entanto, como a solução foi preparada em solução orgânica (tal como éter), o complexo azul persiste durante algum tempo.
Na fase aquosa observamos coloração verde, devido aos íons Cromo III, após agitação a fase orgânica fica com coloração incolor,o que indica que houve extração completa. 
Química Inorgânica Experimental I – Prática Titânio, Vanádio e Cromo
Apresentado por: Verônica Luiza	Página �PAGE \* MERGEFORMAT�8����