SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL
INSTITUTO FEDERAL DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO PARÁ
COORDENAÇÃO DE QUÍMICA
DISCIPLINA: QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA
Análise Sistemática do grupo do Bário-Magnésio
Belém-PA
ANÁLISE SISTEMÁTICA DO GRUPO DO BÁRIO-MAGNÉSIO
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Uma das características marcantes entre os metais alcalinos terrosos (grupo 2 da tabela periódica) é a semelhança das propriedades químicas de seus elementos (ATKINS; 2006). Não obstante, existem diferenças, principalmente do primeiro elemento da família para os demais. Esses metais, chamados de elementos representativos do bloco s, possuem uma grande representatividade industrial e, também, uma grande importância à vida.
Tipologia: Notas de estudo
2017
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INSTITUTO FEDERAL DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO PARÁ
COORDENAÇÃO DE QUÍMICA
DISCIPLINA: QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA
Análise Sistemática do grupo do Bário-Magnésio
Belém-PA
ANÁLISE SISTEMÁTICA DO GRUPO DO BÁRIO-MAGNÉSIO
1- INTRODUÇÃO
Uma das características marcantes entre os metais alcalinos terrosos (grupo 2 da tabela periódica) é a semelhança das propriedades químicas de seus elementos (ATKINS; 2006). Não obstante, existem diferenças, principalmente do primeiro elemento da família para os demais. Esses metais, chamados de elementos representativos do bloco s, possuem uma grande representatividade industrial e, também, uma grande importância à vida. As separações de substâncias em laboratório são muito importante na análise qualitativa, uma dessas é a separação de cátions na análise inorgânica, que se baseia nas diferenças de solubilidade apresentada pelos compostos formados ao reagirem com reagentes de grupo (reagentes específicos). Esses cátions estão divididos em quatro principais: grupo da prata (Ag +^ , Hg 2 2+^ , Pb2+^ ) precipitam em HCl diluído, grupo do cobre –arsênio(Hg 2+, Pb2+^ , Bi 3+, Cu2+^ , Cd2+^ , As3+, As 5+^ , Sb3+^ , Sn 2+^ e Sn4+^ ) precipitam em H (^) 2S e HCl diluído, grupo alumínio –
níquel ( Fe2+^ , Fe 3+, Al 3+, Cr 3+^ , Co2+^ , Ni 2+, Mn 2+^ e Zn 2+) precipitam em uma mistura de H2S, NH 3 e NH (^) 4Cl, e o grupo do bário-magnésio (Ba2+^ , Ca2+, Mg 2+^ , Na+^ , K+^ e NH 4 +^ ) não possui reagente específico. O grupo do Bário-magnésio ou grupo solúvel por não precipitarem na forma de cloretos, sulfetos ou hidróxidos, é deixado em solução após a separação dos íons dos outros três grupos. Os cátions deste grupo em sua maioria não formam compostos insolúveis sendo assim as reações de precipitação são de menor importância que os teste de chama (método via seca) e outros tipos de teste confirmatórios. Os cátions do grupo solúvel formam um pequeno número de complexos estáveis, não facilmente reduzidos ou oxidados, e suas soluções bem como a maioria de seus compostos são incolores. Este experimento tem como objetivo, verificar experimentalmente a presença ou ausência dos íons que fazem parte do grupo do Bário-Magnésio (Ba 2+, Ca 2+^ , Mg 2+, Na+^ , K+^ e NH 4 +). Identificar cada elemento do grupo separadamente, conforme as técnicas experimentais necessárias, tais como precipitação e mudança na cor da chama; verificar as reações que os cátions do grupo do Bário-Magnésio apresentam com determinados reagentes, tais como; oxalatos, sulfatos e fosfatos.
2- PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Adicionou-se a um tubo de ensaio 5 gotas sulfato de magnésio 0,2M e cerca de de 3 gotas de solução de carbonato de cálcio 1,5M. Os tubos de ensaio foram aquecidos sem deixar ferver. Observou-se a formação do precipitado abaixo.
5Mg2+^ + CO 3 2-^ + 6H2O ↔ 4MgCO (^) 3. Mg(OH)2.5H (^) 2O(s) + CO (^2)
Decantou-se o sobrenadante e adicionou-se ao precipitado 5 gotas de ácido acético 6M. Observou-se que houve dissolução do precipitado, conforme a reação abaixo:
CO 3 2-^ + H +^ ↔ HCO 3 -^ (1) HCO 3 -^ + H +^ ↔ H (^) 2CO 3 ↔ CO 2 + H (^) 2O (2)
A dissolução do precipitado se deu devido a diminuição da concentração de íons carbonato pela reação com o hidrogênio. Nos equilíbrios observados, o aumento da concentração de H+^ desloca o equilíbrio para a direita, diminuindo a concentração de CO 3 2-^.
Reações para Cálcio, Estrôncio e Bário
Adicionou-se em tubos de ensaios separados 5 gotas de nitrato de cálcio, nitrato de estrôncio e nitrato de bário. Adicionou-se 3 gotas de solução de carbonato de amônio 1,5M. Agitou-se e aqueceu o tubo em banho-maria e deixou repousar o precipitado.
Ca2+^ + CO 3 2-^ ↔ CaCO 3 (s) Sr 2+^ + CO 3 2-^ ↔ SrCO 3 (s) Ba2+^ + CO 3 2-^ ↔ BaCO 3 (s) Desprezou-se o sobrenadante e separou-se o precipitado em duas partes. Uma foi tratada com algumas gotas de cloreto de amônio 6M e a outra com algumas gotas de ácido acético 6M.
MCO 3 (s) ↔M2+^ + CO 3 2-^ (1) CO 3 2-^ + H+^ ↔HCO 3 -^ (2) HCO 3 -^ + H +^ ↔ H (^) 2CO 3 ↔ H2O + CO 2 (3)
Na presença do ácido acético, os equilíbrios são deslocados para a direita, dissolvendo os precipitados. No caso do tratamento do precipitado com cloreto de amônio os precipitados permaneceram inalterados.
Reação com Oxalato de Amônio
Em tubos de ensaios separados, adicionou-se 5 gotas de nitrato de cálcio, nitrato de estrôncio e nitrato de bário e 5 gotas de ácido acético 6M e 6 gotas de oxalato de amônio 0,3M. Aqueceu-se e observou-se que todas as soluções formaram um precipitado branco, de acordo com as reações abaixo.
MC (^) 2O 4 (s) ↔ M2+^ + C (^) 2O 4 2- C (^) 2O 4 2-^ + H+ ↔ HC (^) 2O 4 - Os íons HC2O 4 -^ dissolvem-se em solução de ácidos fortes. Como o acido acético é um acido fraco, não é suficiente para deslocar o equilíbrio e dissolver o precipitado.
Reação com dicromato de potássio
Adicionou-se 5 gotas de nitrato de cálcio, nitrato de estrôncio e nitrato de bário, 3 gotas ácido acético, 3 gotas de acetato de sódio 3,0 M e 2 gotas de cromato de potássio 0,5M. Observou-se que apenas na solução de nitrato de cálcio e estrôncio não ocorreu precipitação.
Cr (^) 2O 7 2-^ + H (^) 2O ↔ 2CrO 4 2-^ + 2H+^ (1) M2+^ + CrO 4 2-^ ↔ McrO 4 (s) (2) Os íons bários formam um precipitado do bário com o cromato, conforme a reação:
CrO 4 2-^ + 2Ba2+^ + H2O ↔ 2BaCrO 4 + 2H+^ (3)
Reação com sulfato de Amônio
Adicionou-se 5 gotas de nitrato de cálcio, nitrato de estrôncio e nitrato de bário, 5 gotas de ácido acético e 6 gotas de sulfato de amônio 2,5M e aquece-se em banho- maria. Observou-se que não houve precipitação na solução de nitrato de cálcio.