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quimica anlitica
Tipologia: Notas de estudo
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Reação de identificação de cátions – quarto grupo de cátions (Cu2+^ , Pb 2+, Bi3+^ , Ag+^ , Hg2+^ , Hg 2 2+^ )
Reação de identificação de cátions – quarto grupo de cátions (Cu2+^ , Pb 2+, Bi3+^ , Ag+^ , Hg2+^ , Hg 2 2+^ )
Wermeson Stênio Silva Nunes
1- Introdução ----------------------------------------------------------------------- 04
2- Objetivos ------------------------------------------------------------------------ 05
3- Materiais utilizados ------------------------------------------------------------ 05
4- Procedimentos experimentais ------------------------------------------------ 06
5- Resultados e Discussões ------------------------------------------------------ 08
6- Conclusão ----------------------------------------------------------------------- 11
permanecem insolúveis, formam o subgrupo IVA ou subgrupo do cobre, enquanto os
que são solúveis em base forte formam o subgrupo IVB, ou subgrupo do arsênio.
Os cátions de metais do grupo IV apresentam como característica importante, o
fato de seus sulfetos serem insolúveis em ácidos minerais diluídos, ao contrário dos
sulfetos dos metais do grupo III que são solúveis nestes ácidos. Esta diferença de
comportamento é usada para separar os íons deste grupo dos íons dos grupos anteriores.
Em conformidade com Matta (2008)
O subgrupo do cobre é formado por cátions que formam sulfetos bastante
insolúveis como é o caso do BI2S (^) 3, apesar do chumbo faça parte deste subgrupo a
formação do cloreto de chumbo, relativamente insolúvel ao acidificar a solução
contendo os cátions com acido clorídrico, faz com que o chumbo seja classificado e
identificado como cátion pertencente ao grupo V. Segundo Baccan (1990).
Segundo Voggel (1981), os cátions do quarto grupo não reagem nem com ácidos
clorídricos, sulfetos de hidrogênio ou com sulfetos de amônio, mas o carbonato de
amônia forma precipitados brancos. O ensaio deve ser feito em soluções neutras ou
alcalinas. Na ausência de amônia ou íons amônio, o magnésio também será precipitado.
Os precipitados brancos formados com o regente do grupo são: carbonato de bário,
carbonato de estrôncio e carbonato de cálcio.
2 Objetivo
Identificar os cátions do grupo IV, utilizando um reagente precipitante para o grupo e, posteriormente, as reações características de cada cátion.
3 Materiais e Reagentes
Tabela 1- Materiais e regentes utilizados nos experimentos
Materiais Tubo de ensaio 09 Pipeta 06
Reagentes Solução de HCl a 6M 05 mL Solução de AgNO 3 a 0,2M 04 mL Solução de Pb(NO) 3 a 0,2M 05 mL Solução de Hg2(NO (^) 3) 04 mL Solução de NaOH a 0,1M 04 mL Solução de KI a 0,2M 04 mL Solução de K2Cr (^) 2O4 a 0,2M 05 mL Solução de NH4OH a 6M 05 mL Solução de Cu(NO3) 2 a 0,2M 04 mL Solução de Cd(NO3) 2 a 0,2M 04 mL
4 procedimento experimental
Experimento 1- Reação de separação dos íons do grupo IV (subgrupo da prata – Ag +, Pb 2+^ e Hg2+^ )
1.1 Reação com HCl diluído
Iniciamos dispondo sobre a bancada todo os materiais e regentes relacionados na tabela 1, para que assim possamos dar inicio a este trabalho, pegando três tubos de ensaio, previamente limpos e secos, colocamos em cada um dos tubos cinco gotas das seguintes soluções a 0,2M de nitrato de chumbo, prata e mercúrio e adicionando dez gotas de HCl a 6M gota a gota com agitação até a precipitação ser completa. Observando e anotando os resultados obtidos.
Experimento 2- Reação do íon prata (Ag+^ )
2.1 Reação da prata com NaOH
Iniciamos este experimento Colocando em um tubo de ensaio dez gotas da solução de nitrato de prata e adicionado dez gotas de hidróxido de sódio. Observando e anotando os resultados.
2.2 Reação da prata com íon iodeto
5 Resultados e discussões
Experimento 1- Reação de separação dos íons do grupo IV (subgrupo da prata – Ag +, Pb 2+^ e Hg2+^ )
1.1 Reação com HCl diluído
Após termos colocado nos três tubos de ensaio, previamente limpos e secos, colocamos em cada um dos tubos cinco gotas das seguintes soluções a 0,2M de nitrato de chumbo, prata e mercúrio e adicionando dez gotas de HCl a 6M gota a gota com agitação até a precipitação ser completa. Observando as reações podemos constatar a formação de um precipitado branco ao fundo do tubo de ensaio, podemos concluir que no presente tubo ocorreu a seguinte reação formando o cloreto:
Ag +^ + Cl -^ → AgCl
O precipitado Branco de AgCl é solúvel em hidróxido de amônio, devido à formação de um complexo solúvel incolor. Podemos reprecipitar AgCl adicionando ácido nítrico diluído.
AgCl + 2 NH4OH → Ag(NH (^) 3) 2 +^ + 2 H (^) 2O + Cl-
Experimento 2- Reação do íon prata (Ag+^ )
2.1 Reação da prata com NaOH
Colocando em um tubo de ensaio dez gotas da solução de nitrato de prata e adicionado dez gotas de hidróxido de sódio, constatamos a formação de um precipitado
entre o castanho claro e o branco, constatando que este precipitado seria o oxido de prata, o qual se sabe que dissolve com facilidade no hidróxido de amônio.
2 Ag+^ + 2 OH-^ → Ag2O↓ + H2O
2.2 Reação da prata com íon iodeto
Colocando dez gotas da solução de nitrato de prata e adicionando solução de iodeto de potássio. Constatamos a formação de um precipitado amarelo na forma de pequenas pedrinhas, este precipitado de iodeto de prata, insolúvel em solução de hidróxido de amônio.
Ag+^ + I -^ → AgI↓
2.3 Reação da prata com cromo
Em processo idêntico ao dos procedimentos anteriores continuando com esta parte do experimento, colocamos dez gotas da solução de AgNO 3 a 0,2M e adicionamos solução de cromato de potássio. Após termos adicionado o cromato de potássio observamos a formação de um liquido vermelho pardo e em seguida a formação de precipitados vermelhos, no mesmo tom ao fundo do tubo de ensaio, denominado de cromato de potássio solúvel em ácido nítrico e hidróxido de amônio e insolúvel em ácido acético.
Experimento 3- Reação do íon chumbo (Pb 2+^ )
a) Após termos disposto sobre a bancada um tubo de ensaio previamente limpo e seco e colocando no mesmo dez gotas da solução de nitrato de chumbo Pb(NO) 3 a 0,2M em seguida adicionando cinco gotas da solução de hidróxido de sódio. Podemos constatar a formação de um precipitado branco.
Pb2+^ + 2 OH-^ → Pb(OH) 2 ↓
Pb(OH) 2 + 2 OH-^ → PbO 2 2-^ + 2 H2O
b) No decorre r da segunda parte do experimento, colocando dez gotas da solução de nitrato de chumbo Pb(NO) 3 adicionando logo em seguida cinco gotas da solução de iodeto de potássio. Constatamos a formação de um precipitado amarelo ao fundo do tubo de ensaio denominado de iodeto de chumbo em conformidade com a reação:
Pb 2+^ + 2 I -^ → PbI 2 ↓
PbI 2 + 2 KI → K (^) 2(PbI4)
c) Colocando no tubo de ensaio dez gotas da solução de nitrato de chumbo Pb(NO) 3 a 0,2M, em seguida adicionando cinco gotas da solução de cromato de potássio. Observamos a formação de um precipitado amarelo ao fundo idêntico ao observado no experimento anterior.
Reação do cobre com o iodeto – colocando em um tubo de ensaio dez gotas da solução de nitrato de cobre adicionando solução de iodeto de potássio a 0,2M, percebemos a formação de um precipitado cinza ao fundo do tubo de ensaio, formando o iodeto de cobre I e separação do iodo.
2Cu 2+^ + 5 I -^ → 2CuI↓ + I 3 -
6 Conclusão
O presente trabalho pode antes de mais nada confirmar vários itens teóricos no
aprendizado da química analítica, em especial no que diz respeito ao estudo dos cátions,
que através do processo de precipitação dos cátions do grupo IV, podem facilitar no
processo da microanalise e identificação dos mesmos.
Contudo podemos constatar como positivos todos os experimentos envolvendo
os cátions do grupo IV, utilizando um agente precipitante para o grupo, e posteriormente
as reações características de cada cátion, podemos afirmar o quão é importante o
processo de microanalise na identificação do mesmos, e o quanto o conhecimento destes processos podem influenciar em nossa carreira acadêmica.
7 Referencias
BACCAN, Nivaldo, Química Analítica Quantitativa Elementar. Terceira edição.
Edgard Blusher.
VOGEL, Arthur Israel, Química Analítica Qualitativa. Quinta edição. Editora Mestre
Jou.
MATTA, M. H. R. Apostila de Química Analítica Qualitativa. Campo Grande – MS.
Fund. Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, 2008.
Questões feitas
Os cátions de metais do grupo IV apresentam como característica importante, o fato de seus sulfetos serem insolúveis em ácidos minerais diluídos, ao contrário dos sulfetos dos metais do grupo III que são solúveis nestes ácidos. Esta diferença de comportamento é usada para separar os íons deste grupo dos íons dos grupos anteriores.
Os cátions do grupo IV são divididos em dois subgrupos:
a) 1o subgrupo ( o da prata) compreende os cátions: Ag +2, Hg22+^ e Pb2+^ , que precipitam com a adição de solução de HCl, pois os cloretos destes elementos são pouco solúveis em água. O cloreto de chumbo é ligeiramente solúvel em água e, por isso, o chumbo nunca é completamente precipitado quando se adiciona ácido clorídrico diluído á amostra. Os íonschumbo restantes podem ser quantitativamente precipitados com ácido sulfúrico em meioácido, ou com H2S, junto com os cátions do 2 o subgrupo.
b) 2o subgrupo: (o do cobre) compreende os cátions Cu2+^ , Hg 2+, Cd 2+^ e Bi3+^ e Pb 2+ ,cujos cloretos são solúveis em água. Os sulfetos do subgrupo do cobre são insolúveis numa solução de hidróxido de sódio.
Por ser um grupo formado por muitos elementos uma subdivisão é feita baseada na solubilidade dos sulfetos de arsênio, antimônio e estanho em uma base forte KOH. Os sulfetos que permanecem insolúveis, formam o subgrupo IVA ou subgrupo do cobre, enquanto os que são solúveis em base forte formam o subgrupo IVB, ou subgrupo do arsênio.
Ag +^ + Cl -^ → AgCl
AgCl + 2 NH4OH → Ag(NH (^) 3) 2 +^ + 2 H (^) 2O + Cl-
2 Ag+^ + 2 OH-^ → Ag2O↓ + H2O
Ag +^ + I -^ → AgI↓
Pb 2+^ + 2 OH-^ → Pb(OH) 2 ↓
Pb(OH) 2 + 2 OH-^ → PbO 2 2-^ + 2 H2O
Pb 2+^ + 2 I -^ → PbI 2 ↓
PbI 2 + 2 KI → K (^) 2(PbI4)
Pb 2+^ + CrO 4 2-^ → PbCrO 4 ↓
PbCrO 4 + 4 OH-^ → PbO 2 2-^ + CrO 4 2-^ + 2 H2O
Cu 2+^ + 2 NH4OH → Cu(OH) 2 + 2 NH 4 +
Pb 2+^ + 2 NH4OH → Pb(OH) (^) 2+ 2 NH 4 +
Cd 2+^ + 2 NH4OH → Cd(OH) 2 + 2 NH 4 +
Cu 2+^ + Fe(CN) 6 4-^ → Cu (^) 2[Fe(CN)6]↓
2Cu 2+^ + 5 I-^ → 2CuI↓ + I 3 -
Cu (^) 2[Fe(CN) (^) 6] + 4 OH-^ → 2Cu(OH) 2 + [Fe(CN)6] 4-
