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EXPERIMENTO 6: EQUILÍBRIOS DE PRECIPITAÇÃO QUESTÕES: 1. Complete as tabelas, apresente a reação química e suas evidências. Tabela 1. Reações dos sais dos ânions com H2SO4 diluído ou concentrado Ânion Reações Cl- 𝐾𝐶𝑙 + 𝐻 2𝑆𝑂 4 (𝑐𝑜𝑛𝑐.) ↔ 𝐻𝐶𝑙 ↑ + 𝐻𝑆𝑂 4 − + 𝐾 + Br- 𝐾𝐵𝑟 + 𝐻 2𝑆𝑂 4 (𝑐𝑜𝑛𝑐.) ↔ 𝐻𝐵𝑟 ↑ + 𝐻𝑆𝑂 4 − + 𝐾 + 2𝐾𝐵𝑟 + 2𝐻 2𝑆𝑂 4 (𝑐𝑜𝑛𝑐.) ↔ 𝐵𝑟 2 ↑ + 𝑆𝑂 2 ↑ + 𝑆𝑂 4 2− + 2𝐾 + + 2𝐻 2𝑂 I- 2𝐾𝐼 + 2𝐻 2𝑆𝑂 4 (𝑐𝑜𝑛𝑐.) ↔ 𝐼 2 ↑ +𝑆𝑂 4 2− + 2𝐾 + + 2𝐻 2𝑂 𝐾𝐼 − + 𝐻 2𝑆𝑂 4 (𝑐𝑜𝑛𝑐.) ↔ 𝐻𝐼 ↑ +𝐻𝑆𝑂 4 − + 𝐾 + 6𝐾𝐼 − + 4𝐻 2𝑆𝑂 4 (𝑐𝑜𝑛𝑐.) ↔ 3𝐼 2 ↑ + 𝑆 ↓ + 3𝑆𝑂 4 2− + 6𝐾 + + 4𝐻 2𝑂 8𝐾𝐼 − + 5𝐻 2𝑆𝑂 4 (𝑐𝑜𝑛𝑐.) ↔ 4𝐼 2 ↑ + 𝐻 2𝑆 ↑ + 4𝑆𝑂 4 2− + 8𝐾 + + 4𝐻 2𝑂 Tabela 2. Reações dos sais dos ânions com AgNO3 Ânion Reação Cl- 𝑁𝑎𝐶𝑙 + 𝐴𝑔𝑁𝑂 3 ↔ 𝑁𝑎𝑁𝑂 3 + 𝐴𝑔𝐶𝑙 ↓ Br- 𝑁𝑎𝐵𝑟 + 𝐴𝑔𝑁𝑂 3 ↔ 𝑁𝑎𝑁𝑂 3 + 𝐴𝑔𝐵𝑟 ↓ I- 𝑁𝑎𝐼 + 𝐴𝑔𝑁𝑂 3 ↔ 𝑁𝑎𝑁𝑂 3 + 𝐴𝑔𝐼 ↓ Tabela 3. Teste de solubilidade Ânion Reações Cl- Fotólise (precipitado em repouso e exposto à luz): 2 𝐴𝑔𝐶𝑙 (𝑠) → 2 𝐴𝑔 (𝑠) + 𝐶𝑙 2 (𝑔) Solubilidade em (NH4)2CO3 (sob aquecimento): 𝐴𝑔𝐶𝑙 (𝑠) + (𝑁𝐻 4) 2𝐶𝑂 3 → [𝐴𝑔 (𝑁𝐻 3) 2𝐶𝑙] +𝐶𝑂 2 + 𝐻2𝑂 Solubilidade em NH4OH (dil.): 𝐴𝑔𝐶𝑙 + 2 𝑁𝐻 4𝑂𝐻 → [𝐴𝑔 (𝑁𝐻 3) 2𝐶𝑙] + 2 𝐻2𝑂 Br- Fotólise (precipitado em repouso e exposto à luz): 2 𝐴𝑔𝐵𝑟 (𝑠) → 2 𝐴𝑔 (𝑠) + 𝐵𝑟 2 (𝑔) Solubilidade em (NH4)2CO3 (sob aquecimento): 𝐴𝑔𝐵𝑟 (𝑠) + (𝑁𝐻 4) 2𝐶𝑂 3 → [𝐴𝑔 (𝑁𝐻 3) 2𝐵𝑟] +𝐶𝑂 2 + 𝐻2𝑂 Solubilidade em NH4OH (dil.): 𝐴𝑔𝐵𝑟 + 2 𝑁𝐻 4𝑂𝐻 → [𝐴𝑔 (𝑁𝐻 3) 2𝐵𝑟] + 2 𝐻2𝑂 I- Fotólise (precipitado em repouso e exposto à luz): 2 𝐴𝑔𝐼 (𝑠) → 2𝐴𝑔 (𝑠) + 𝐼 2 (𝑔) Solubilidade em (NH4)2CO3 (sob aquecimento): 𝐴𝑔𝐼 (𝑠) + (𝑁𝐻 4) 2𝐶𝑂 3 → [𝐴𝑔 (𝑁𝐻 3) 2𝐼] +𝐶𝑂 2 + 𝐻2𝑂 Solubilidade em NH4OH (dil.): 𝐴𝑔𝐼 + 2 𝑁𝐻 4𝑂𝐻 → [𝐴𝑔 (𝑁𝐻 3) 2𝐼] + 2 𝐻2𝑂 1. Qual a necessidade de utilização de aquecimento? Justifique usando experimento destacado na apostila. É necessário a utilização de aquecimento porque ele eleva a solubilidade da substância e, com isso, a formação de precipitado decresce, visto que, ambos produtos estão no estado aquoso na reação. Dessa forma, o crescimento da solubilidade ocorre devido o princípio de Le Chatellier, uma vez que o sal absorve a energia no momento em que é dissolvido e, por isso, diminui a temperatura do ambiente. 2. Na precipitação de AgCl, AgBr e AgI, qual a necessidade de se adicionar HNO3 ao meio? Justifique. Na precipitação de AgCl, AgBr e AgI é necessário adicionar HNO3 ao meio, pois ele terá a função de lavar o precipitado. Dessa forma, pode-se dizer que há impurezas ou interferentes mesclados no precipitado. Com isso, em outros termos, tem-se que a adição do ácido acarreta na lavagem dessas impurezas, fazendo com que sejam segregadas do precipitado. Sendo assim, para a realização dessa lavagem utiliza-se o HNO3 porque ele já foi usado, previamente, para acidificar a solução inicial e desprender os íons Cl-, Br- e I-. 3. No laboratório executamos (ou executaríamos) procedimentos para identificação de Cl-, Br- e I-. Apresente todas as reações químicas para os seguintes casos: a. Colocou-se solução de NaI em um tubo e adicionou-se 8 gotas de H2SO4 concentrado e houve a liberação de vapores violeta. 2 𝑁𝑎𝐼 + 2 𝐻 2𝑆𝑂 4 (𝑐𝑜𝑛𝑐) ↔ 𝐼 2 + 2 𝑁𝑎 + + 𝑆𝑂 4 2− + 2 𝐻 2𝑂 𝑁𝑎𝐼 − + 𝐻 2𝑆𝑂 4 (𝑐𝑜𝑛𝑐) ↔ 𝐻𝐼 + 𝑁𝑎 + + 𝐻𝑆𝑂 4 − 6 𝑁𝑎𝐼 − + 4 𝐻 2𝑆𝑂 4 (𝑐𝑜𝑛𝑐) ↔ 3 𝐼 2 + 6 𝑁𝑎 + + 𝑆 + 3 𝑆𝑂 4 2− + 4 𝐻 2𝑂 8 𝑁𝑎𝐼 − + 5 𝐻 2𝑆𝑂 4 (𝑐𝑜𝑛𝑐) ↔ 4 𝐼 2 + 8 𝑁𝑎 + + 4 𝑆𝑂 4 2− + 𝐻 2𝑆 + 4 𝐻 2𝑂 b. Colocou-se soluções de Br-, I- e Cl- em três distintos tubos de ensaio, adicionou-se AgNO3 e separou-se os precipitados. Adicionou-se NH4OH concentrado aos três diferentes precipitados, observando dissolução do precipitado em dois tubos e precipitado insolúvel em um deles. 𝐴𝑔𝐶𝑙 + 2 𝑁𝐻 4𝑂𝐻 → [𝐴𝑔 (𝑁𝐻 3) 2] + + 𝐶𝑙 − + 2 𝐻2𝑂 𝐴𝑔𝐵𝑟 + 2 𝑁𝐻 4𝑂𝐻 → [𝐴𝑔 (𝑁𝐻 3) 2] + + 𝐵𝑟 − + 2 𝐻2𝑂 𝐴𝑔𝑖 + 2 𝑁𝐻 4𝑂𝐻 → [𝐴𝑔 (𝑁𝐻 3) 2] + + 𝐼 − + 2 𝐻2𝑂 c. Colocou-se soluções de Br-, I- e Cl- em três distintos tubos de ensaio, adicionou-se AgNO3 e separou-se os precipitados. Adicionou-se (NH4)2CO3 aos três diferentes precipitados, observando a dissolução de apenas um dos precipitados. 𝐴𝑔𝐶𝑙 + 𝑁𝐻 4𝐶𝑂 3 → [𝐴𝑔 (𝑁𝐻 3) 2] + + 𝐶𝑙 − + 𝐶𝑂 2 + 𝐻2𝑂 𝐴𝑔𝐵𝑟 + 𝑁𝐻 4𝐶𝑂 3 → [𝐴𝑔 (𝑁𝐻 3) 2] + + 𝐵𝑟 − + 𝐶𝑂 2 + 𝐻2𝑂 𝐴𝑔𝐶𝑙 + 𝑁𝐻 4𝐶𝑂 3 → [𝐴𝑔 (𝑁𝐻 3) 2] + + 𝐼 − + 𝐶𝑂 2 + 𝐻2𝑂 4. Em quais casos experimentais se observa o efeito da concentração de outras substâncias na solução (íon estranho ou íon comum). Justifique. O efeito da concentração de outras substâncias na solução (íon estranho ou íon comum) pode ser observado nos casos experimentais em que a adição de hidróxido de amônio e do carbonato de amônio altera a solubilidade desses íons. Por este motivo, forma-se a precipitação de um dos sais para fazer a segregação. 5. Proponha etapas para a separação de cloreto, brometo e iodeto (3 íons misturados) em uma amostra, considere APENAS os ensaios apresentados na apostila. As etapas para a separação de cloreto, brometo e iodeto misturados em uma amostra, estão apresentadas a seguir: - Etapa 1: a mistura contendo os três íons deverá ser acidificada com HNO3 diluído, posteriormente, terá de ser acrescentado a solução de Ag+ em excesso. Em seguida, necessitará centrifugar acrescentando Ag+ ao sobrenadante para analisar se a precipitação foi completada. - Etapa 2: depois de comprovar que a precipitação foi quantitativa, precisará filtrar ou centrifugar (Filtrado 1). Subsequentemente, o precipitado deverá ser lavado com HNO3 diluída, até o momento em que a água da lavagem dará uma reação negativa através da adição de íons Cl-. - Etapa 3: após as lavagens, o precipitado necessitará ser analisado com uma solução de (NH4)2CO3 ao menos duas vezes. Posteriormente, terá de que mexer, assiduamente, e desprender os sobrenadantes (Filtrado 2), lavando-se novamente mais duas vezes com (NH4)2CO3. - Etapa 4: deverá acidificar o Filtrado 2 com HNO3 diluído, se houver a reprecipitação (precipitado branco) será o AgCl. - Etapa 5: o Precipitado 2 é o AgBr e o AgI, depois de lavagens com água, tendo presente (NH4)2CO3, deverá ser tratado com solução concentrada de NH4OH, pelo menos duas vezes. - Etapa 6: terá que agitar e separar os sobrenadantes (Filtrado 3). Em seguida, o precipitado deverá ser lavado, duas vezes, com solução concentrada de NH4OH, os sobrenadantes devem ser segregados e lavados com o precipitado em água com NH4OH presente (Filtrado 3). Posteriormente, o Filtrado 3 deverá ser acidificado com HNO3 diluído, caso aconteça a reprecitação (precipitado amarelo claro), será o AgBr. Com isso, após a retirada do AgBr do Precipitado 2, o restante será AgI.