QFL-236 - QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA III
MANUAL DE LABORATÓRIO (2004)
INTRODUÇÃO
Este manual de Laboratório de Química Analítica
Qualitativa é uma tentativa de se colocar no papel um
esquema de trabalho para as aulas práticas. Tem por
objetivo auxiliar e possibilitar ao aluno uma situação de
maior aproveitamento.
O trabalho que se realiza em um curso prático de
Química Analítica Qualitativa requer, além de grande
dedicação e interesse, muito cuidado e atenção. Para
melhor
aprendizagem,
torna-se
necessário
o
aproveitamento substancial do tempo. O volume de
informações é enorme e a quantidade de conceitos
necessários é muito grande. Procure fixar muito bem
todos os conceitos básicos, deixando-os cada vez mais
solidificados e vivos na memória; isto lhe dará mais
segurança e uma maior capacidade de raciocínio. Com
certeza, quando um aluno consegue entender e assimilar
claramente os problemas relacionados à separação e
identificação dos íons ou elementos de um grupo
analítico, se sentirá mais firme, hábil e com maior
determinação ao procurar o entendimento de um segundo
grupo analítico.
O tempo de laboratório é importantíssimo: quanto
mais melhor. Tenha sempre presente que a química é
uma ciência experimental, por isso, explore ao máximo o
laboratório. Tome conhecimento do que será discutido
em cada aula e se prepare antes. Anote tudo o que
observar e procure representar por meio de equações de
reação todos os fenômenos químicos processados.
Reserve sempre um período posterior às aulas para
organização e fixação do que foi colocado à sua
disposição. Em caso de dúvidas refaça os testes ou
experimentos, explore a literatura ou se esclareça com o
professor.
INSTRUÇÕES PARA O TRABALHO DE
LABORATÓRIO
Mesmo que outras disciplinas de laboratório do
curso tenham apresentado e discutido as normas e
fornecido esclarecimentos sobre o trabalho prático,
convém relembrar alguns itens importantes assim como
mencionar aqueles de caráter específico.
1.
É INDISPENSÁVEL O USO DE ÓCULOS DE
SEGURANÇA durante todo o tempo de permanência no
laboratório, ainda que o aluno não esteja efetuando algum
experimento.
2.
NÃO USAR LENTES DE CONTATO, ainda que
os olhos estejam protegidos por óculos de segurança.
3.
É indispensável o USO DE AVENTAL de algodão.
O avental não deve ser de tecido sintético facilmente
inflamável.
4.
O aluno deve TRAJAR CALÇAS COMPRIDAS E
SAPATOS FECHADOS. Não é permitido o uso de
bermudas, shorts e chinelos.
5.
IMPORTANTE. O ALUNO QUE NÃO ESTIVER
DE
AVENTAL,
TRAJANDO
ROUPAS
APROPRIADAS, E COM ÓCULOS DE SEGURANÇA
SERÁ IMPEDIDO DE PERMANECER E REALIZAR
EXPERIMENTO
NO
LABORATÓRIO.
NÃO
HAVERÁ REPOSIÇÃO DAS AULAS PERDIDAS.
6.
PRENDER OS CABELOS, evitando que estes
caiam no rosto, sobre o frasco contendo reagentes
químicos ou próximo ao fogo.
7.
O laboratório é um lugar de trabalho sério. EVITE
QUALQUER TIPO DE BRINCADEIRAS.
8.
O trabalho de laboratório é individual. Antes de
iniciar e após o término dos experimentos mantenha
sempre LIMPA A APARELHAGEM E A BANCADA
DE TRABALHO.
9.
ESTUDE com atenção os experimentos antes de
executá-los, registrando, no caderno de laboratório as
observações e conclusões que fez, após a execução dos
mesmos.
10. As lavagens dos materiais de vidro são realizadas
inicialmente com água corrente e posteriormente com
pequenos volumes de água destilada. Em alguns casos, é
necessário o emprego de sabão ou detergente.
11. Quando forem usadas soluções de limpeza tais
como: ácido muriático (HCl comercial), solução
sulfocrômica, água régia (mistura de HNO3 e HCl
concentrados) ou potassa alcoólica (NaOH ou KOH em
etanol) deve-se proceder com cuidado para EVITAR O
CONTATO COM A PELE OU ROUPA. JAMAIS
PIPETAR essas soluções aspirando com a boca. Essas
soluções devem ser reaproveitadas, retorne-as ao frasco
de estoque após o uso. Mantê-las na capela. Enxaguar a
vidraria com água de torneira, e por último com água
destilada. (Veja item limpeza de material de vidro).
CUIDADO, CORROSIVO.
12. Cuidado ao trabalhar com substâncias inflamáveis.
Mantenha-as longe do fogo.
13. Verifique sempre se não há VAZAMENTO DE
GÁS COMBUSTÍVEL ao abrir ou fechar a torneira de
gás. Certifique-se de que as mangueiras de borracha ou
plástico estão em boas condições (sem furos) e adaptadas
corretamente ao bico de Bunsen e à saída de gás.
14. Todas as operações nas quais ocorre
desprendimento de gases tóxicos (como por exemplo:
evaporações de soluções ácidas, amoniacais, etc.) devem
ser executadas na capela.
15. Ao observar o cheiro de uma substância não se
deve colocar o rosto diretamente sobre o frasco que a
contem. Abanando com a mão por cima do frasco aberto,
desloque na sua direção uma pequena quantidade do
vapor para cheirar.
16. Na preparação ou diluição de uma solução, use
ÁGUA DESTILADA.
17. Verificar cuidadosamente o rótulo do frasco que
contem um dado reagente antes de tirar dele qualquer
porção de seu conteúdo. Leia o rótulo duas vezes para se
certificar de que tem o frasco certo.
18. CUIDADO AO TRABALHAR COM ÁCIDO
CONCENTRADO. Adicionar SEMPRE o ácido à água
(acidule a água). No caso de queimadura com H2SO4
concentrado, secar muito bem a parte afetada, depois
lavar com água fria.
19. ÁCIDOS
E
BASES
CONCENTRADAS
ATACAM A PELE E ROUPA, por essa razão, devem
ser utilizadas com o máximo de cuidado, principalmente
na neutralização de um com o outro, pois a reação é
violenta.
Caindo
sobre
a
pele
LAVE
ABUNDANTEMENTE COM ÁGUA.
20. Deve-se evitar o desperdício de soluções, reagentes
sólidos, gás e água destilada.
21. Em semimicro análise, trabalha-se sempre com
pequenas quantidades de substância. Quando as provas
forem realizadas em tubos de ensaio, o volume da
solução problema, bem como os volumes de cada um dos
reagentes adicionados, devem ser de aproximadamente 5
gotas (0,25 mL).
22. No estudo das reações de cátions, utilize,
preferencialmente, soluções de seus cloretos ou nitratos;
para o estudo dos ânions, use soluções de seus sais de
sódio ou potássio.
23. Deve-se tomar o máximo cuidado para não
contaminar os reagentes sólidos e as soluções com outras
substâncias ou íons, respectivamente. As substâncias que
não chegaram a ser usadas NUNCA devem voltar ao
frasco de origem. NUNCA se deve introduzir qualquer
objeto em frascos de reagentes, exceção feita para o
conta-gotas com o qual estes possam estar equipados ou
espátulas limpas.
24. Ao se aquecer um tubo de ensaio, deve-se fazê-lo
de maneira adequada, caso contrário, o conteúdo do
mesmo poderá ser projetado para fora, atingindo o
operador ou outras pessoas que estiverem do seu lado.
25. Dar tempo suficiente para que um vidro quente
resfrie. Lembre-se de que o vidro quente apresenta o
mesmo aspecto de um vidro frio. Não o abandone sobre a
mesa, mas sim, sobre uma tela com amianto.
26. Não é permitido o uso de rádio ou walkman durante
as aulas.
27. INFORME O PROFESSOR DE QUALQUER
ACIDENTE QUE OCORRA, MESMO QUE SEJA UM
DANO DE PEQUENA IMPORTÂNCIA.
28. Só é permitida a permanência no laboratório de
alunos matriculados na disciplina. Fora do horário de
2
aula o aluno não poderá realizar experimentos no
laboratório.
29. Entregue as suas tarefas sempre nas datas
marcadas.
BIBLIOGRAFIA
Este Guia de Laboratório constitui um resumo que
tem por objetivo orientar o trabalho dos alunos no
decorrer das aulas práticas. Daí ser indispensável, por
parte de cada aluno, a constante consulta aos livros de
Química Analítica Qualitativa antes, durante ou mesmo
após as aulas práticas. Os livros relacionados a seguir
permitirão obter informações mais detalhadas a respeito
das técnicas de trabalho experimental, das reações de
caracterização de cátions e ânions e dos esquemas de
separação.
1.
A. I. Vogel - Textbook of Macro and Semimicro
Qualitative Inorganic Analysis, 5a ed., Revista por G.
Svehla, Longman, l979.
2.
A. I. Vogel - Química Analítica Qualitativa,
tradução da 5a ed., Editora Mestre Jou, São Paulo, l981.
3.
N. Baccan; O.E.S. Godinho; L.M.. Aleixo; E. Stein
- Introdução à Semimicroanálisee Qualitativa, Editora
UNICAMP.
4.
A. F. de Mello - Introdução à Análise Mineral
Qualitativa, Editora Pioneira, São Paulo, 1977.
5.
F. P. Treadwell - Tratado de Química Analítica,
Tomo I Analisis Qualitativo, Manuel Marin, Buenos
Aires, 1955.
6.
V. N. Alexeiev - Qualitative Analysis, Editora Mir,
Moscou, 1967. Há tradução para a língua portuguesa
editada em Porto, Portugal, 1982.
7.
L. J. Curtman - Análises Quimico Cualitativo,
Manuel Marin, Barcelona, 1959.
Leitura Complementar:
8.
D. A. Skoog, D. M. West, F. J. Holler Fundamentals of Analytical Chemistry, 6a Edição,
Sunders College Publishing, New York, 1992.
9.
D. C. Harris - Quantitative Chemical Analysis, 3a
Edição, W.H. Freeman and Company, New York, 1991.
10. R. K. Wismer - Qualitative Analysis with Ionic
Equilibrium, Macmillan Publishing Company, New
York, 1991.
CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO
TEORIA
2 Provas Teóricas: P1 e P2 (Valor individual = 10,0)
Média de Teoria: MT = (P1+P2)/2
LABORATÓRIO
3 Testes de Laboratório: T1, T2 e T3 (Valor individual = 10,0)
3 Análises: A1, A2 e A3 (Valor individual = 10,0)
Média dos Testes de Laboratório: T = (T1 + T2 + T3)/3
Média das Análises: A = (A1 + A2 + A3)/3
Média de Laboratório: ML = (2A + T)/3
MÉDIA FINAL
MF =
ML . MT
NÃO HAVERÁ PROVA SUBSTITUTIVA
3
CONCEITOS BÁSICOS
QUÍMICA ANALÍTICA: É a parte da química que
estuda os princípios teóricos e práticos das análises
químicas. Tem como objetivo prático a determinação da
composição química de substâncias puras ou de suas
misturas.
QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA: Trata da
determinação dos constituintes (elementos, grupo de
elementos ou íons) que formam uma dada substância ou
mistura.
QUÍMICA ANALÍTICA QUANTITATIVA: Trata da
determinação das quantidades ou proporções dos
constituintes, previamente identificados, numa dada
substância ou mistura.
Em Química Analítica Qualitativa, o elemento ou íon a
ser determinado é tratado de maneira a se transformar
num composto que possua certas propriedades que lhe
são características.
- A transformação que se processa é denominada:
REAÇÃO ANALÍTICA
- A substância que provoca a transformação é
denominada: REAGENTE
- A substância a ser analisada é denominada:
SUBSTÂNCIA PROBLEMA (SP)
REAÇÕES ANALÍTICAS
I) VIA SECA: A SP e o REAGENTE estão,
geralmente, no estado sólido; a reação é realizada por
aquecimento:
a) Reação de coloração de chama.
b) Reação de formação de pérolas coloridas (de bórax ou
de sal de fósforo).
c) Fusão alcalina, ácida ou oxidante.
d) Método da trituração.
e) Reação sobre carvão.
II) VIA ÚMIDA: São as reações mais usuais. São
aquelas onde o REAGENTE e a SP estão no estado
liquido ou em solução aquosa.
- No caso de amostras sólidas, o primeiro passo é
dissolvê-las. O solvente usual é a H2O, ou um ácido se
ela for insolúvel em H2O, por exemplo:
BaCl2(s)
H 2O
Ba2+(aq)
+ 2Cl
H 2O
Fe(OH)3(s) + 3HCl(aq)
Ácido:
H3CCOOH(aq)
HCl(aq)
H 2O
Base:
NH4OH(aq)
NaOH(aq)
Ba2+(aq) + 2Cl¯ (aq) (eletrólito forte)
H+(aq) + H3CCOO-(aq) (eletrólito fraco)
H 2O
H+(aq) + Cl-(aq) (eletrólito forte)
H 2O
H 2O
NH4+(aq) + OH-(aq)
Na+(aq) + OH-(aq)
(eletrólito fraco)
(eletrólito forte)
- Como nas reações analíticas por via úmida não
detectamos o sal, mas sim o(s) íon(s) deste sal,
representamos estas de uma forma simplificada
denominada -EQUAÇÃO DE REAÇÃO-. Escrevemos,
apenas, as fórmulas daquelas espécies que, efetivamente,
participam da reação, ou seja, estão envolvidas no
processo. Por exemplo: Cl- é detectado em HCl(aq) ou
soluções de cloretos metálicos por ação de solução de
Ag+NO3H+Cl- + Ag+NO3-
H 2O
AgCl(s) + H+NO3-
Ca2+(Cl-)2 + 2Ag+NO3-
H 2O
2AgCl(s) + Ca2+(NO3-)2
Em ambos os casos, ocorre a formação do
precipitado branco de AgCl. Pelas equações observa-se
que apenas ele não está na forma de íons, logo, concluise que os íons H+ e NO3-, no primeiro caso, e Ca2+ e
NO3-, no segundo, não participam da reação. Então,
ambos os processos podem, simplesmente, ser
representados pela EQUAÇÃO IÔNICA:
H 2O
AgCl(s)
(aq)
Cu2+(aq) + SO42-(aq) + H2O
H 2O
H 2O
Sal: BaCl2(s)
Cl- + Ag+
¯
O óxido de cobre e o hidróxido de ferro(III) são
insolúveis em água, mas solúveis em meio ácido:
CuO(s) + H2SO4(aq)
2 - Formação de substância sólida (formação de
precipitados) ou
3 - Desprendimento gasoso (formação de gases
facilmente identificáveis através da cor, cheiro, etc.).
- Nas análises químicas de substâncias inorgânicas, em
geral, empregam-se soluções aquosas de sais, ácidos e
bases. Estas substâncias são eletrólitos fortes ou fracos,
dependendo do seu grau de ionização ou dissociação. Por
exemplo:
Fe3+(aq) + 3Cl-(aq) + 3H2O
- Para os testes de análise qualitativa, somente
empregamos as reações que se processam acompanhadas
de variação das suas propriedades físicas ou químicas
facilmente detectáveis. Por exemplo, na mistura de
soluções para identificação de um dado íon deve ocorrer:
1 - Mudança de coloração (formação de complexos) ou
A EQUAÇÃO IÔNICA mostra que a reação
ocorre, essencialmente, entre os íons Ag+ e Cl- na
formação do precipitado branco de AgCl.
OBS.:
1) Nos íons ClO3- e ClO4-, ou nas moléculas de CHCl3 e
CCl4 existe o elemento CLORO, mas não na forma de
Cl-, logo:
Ag+ + ClO3- → (nada!!)
ou
Ag+ + CH3Cl → (nada!!)
2) Se um elemento forma íons de diferentes valências,
cada um deles terá as reações que lhe são características.
Por exemplo:
4
H 2O
Fe3+ + 3 OHH O
Fe2+ + 2 OHFe3+ + 6 SCNsangue
H O
Fe2+ + SCN2
2
Fe(OH)3
vemelho-acastanhado
Fe(OH)2
verde musgo
H O
[Fe(SCN-)]63- solução vermelho2
!!!
Para entender os métodos de análise qualitativa e os
princípios nos quais se fundamentam, serão estudados
apenas os íons ou elementos mais comuns e
representativos. Didaticamente, estas espécies são
estudadas em grupos. Pertencem ao mesmo grupo
aqueles elementos ou íons que possuem propriedades ou
características químicas semelhantes. Sendo assim, a
maneira mais eficiente de se analisar uma amostra é
separar os íons que a constituem em vários grupos e em
seguida analisar cada grupo separadamente.
Considerando um sal com fórmula geral: MxAy,
tem-se que: My+ é o cátion e Ax- é o ânion.
Desta forma:
OXIDANTES : NO - , NO - , MnO - , Cr O 2 −
2
3
4
2 7

REDUTORES : Cl - , Br - , I - , S 2- , SO 2- , S O 2- ,
3
2 3


2
ÂNIONS 
C 2 O 4 , NO 2

223INDIFERENTES : SO 4 , CO 3 , BO 3 , CH 3 COO ,

F - , SiO 32- , PO 34
OBS.:Poderiam ser agrupados quanto a um reagente
precipitante, como, por exemplo, ânions que precipitam
com Ag+ ou Ba2+.
2) Os cátions (My+) podem ser separados em 5 grupos.
Quatro destes possuem um reagente precipitante de grupo
e o 5º, contém os cátions que formam produtos solúveis
com a maioria dos reagentes, de modo que não existe um
reagente de grupo.
1) Os ânions (Ax-) podem ser agrupados, por exemplo,
quanto ao seu caráter OXIDANTE, REDUTOR e
INDIFERENTE.
GRUPO
CÁTIONS MAIS COMUNS
I
Ag+ Hg22+ Pb2+
II
a) As3+ As5+ Sb3+ Sb5+ Sn2+ Sn4+
III
b) Cu2+ Hg2+ Bi3+ Cd2+ Pb2+
Al3+ Cr3+ Fe3+
IV
Fe2+ Mn2+ Co2+ Ni2+ Zn2+
Ca2+ Sr2+ Ba2+ Mg2+
V
Na+ K+ NH4+
NOME E/OU CARACTERÍSTICA
DO GRUPO
Grupo do HCl ou Grupo dos cloretos insolúveis.
a) Grupo do arsênio e b) Grupo do cobre. Esses
cátions precipitam como sulfeto em meio ácido.
Grupo do H2S/H+.
Grupo do (NH4)2S. Os cátions bivalentes precipitam
como sulfeto e os trivalentes como hidróxidos. Grupo
do H2S/NH4OH.
Grupo do (NH4)2CO3. Esses cátions precipitam como
carbonato na presença de sal de amônio, com exceção
do Mg2+.
Os grupos dos metais alcalinos e amônio não
apresentam reagentes específicos.
Obs.: Se numa hipotética solução, contendo cátions de todos os 5 grupos, forem adicionados os reagentes específicos de cada grupo, de
acordo com a ordem da tabela acima, precipitarão os respectivos cátions deixando os demais em solução. Por exemplo,
adicionando HCl a uma solução dos cátions dos 5 grupos, so precipitarão Ag+, Hg22+ e Pb2+ como: AgCl, Hg2Cl2 e PbCl2 e nova
solução, separada após filtração, conterá os cátions dos grupos 2 a 5, uma vez que seus cloretos são solúveis. No entanto, os
reagentes de grupo devem ser adicionados na seqüência dada na Tabela, pois tratando-se uma amostra contendo os cátions do
grupo I e II com solução de sulfeto de amônio, (NH)2S, todos os cátions precipitarão na forma de sulfetos metálicos, MeS, e não
se conseguirá separar o grupo I do grupo II.
5
ESQUEMA DE UMA ANÁLISE
SISTEMÁTICA
Como separar os cátions Ag+, Cd2+, Ni2+, Ba2+ e
Na presentes em uma amostra?
+
Igotas
H+
gotas
Ag+ Cd 2+ Ni2+ Ba2+ Na+
SO 23 gotas
HCl
Cd2+ Ni 2+ Ba2+ Na+
H2 S
AgCl
Trabalho prático: Verificar se os íons relacionados abaixo
são oxidantes, redutores ou indiferentes:
SO42-; NO3-; Cl-; Cr3+; Br-; F-; SO32-; S2O32-; Fe2+; BO33-;
NO2-; Ac-; Sn2+; Bi3+; CrO42-; Hg22+; ClO4-; C2O42-; Fe3+;
Cr2O72-; Na+; Al3+; PO43-; Mg2+; Cu2+; Zn2+. Por exemplo,
para o íon SO32-:
Ni 2+Ba2+ Na+
NH OH
4
(NH4 )2 S
CdS
BaCO3
MnO 4
gotas
-
SO 23
gotas
Ba2+ Na+
(NH4 )2CO 3
NiS
-
H+
gotas
Na+
Obs.:
1) Se necessário aqueça brandamente (aprox. 40°C);
2) Com base nos resultados obtidos e empregando uma
tabela de potenciais de redução, escreva as equações das
reações processadas. Acerte os coeficientes pelo método
do íon-elétron.
CRONOGRAMA
No laboratório serão feitas inicialmente as reações
utilizadas na separação e identificação dos íons.
A seguir, são feitas as separações com uma mistura
conhecida contendo todos os cátions do grupo, preparada
pelo próprio aluno.
Finalmente, serão feitas análises de amostras
desconhecidas, individualmente.
OBSERVAÇÃO IMPORTANTÍSSIMA: Na maior
parte das reações analíticas, o conhecimento do meio é
fundamental. Assim, o pH das soluções DEVE ser
medido com papel indicador para todas as reações
antes de realizar a prova.
REAÇÕES DE ÓXIDO-REDUÇÃO
Na prática, para verificar se uma espécie é
oxidante, redutora ou indiferente, deve-se fazê-la reagir
com um oxidante característico e com um redutor
característico, os quais devem sofrer variação de cor ao
reagir ou originar produtos de fácil reconhecimento ou
identificação.
Oxidante característico → MnO4- (violáceo), em meio
ácido, na presença de um agente redutor é transformado
em Mn2+ (incolor).
Redutor característico → I- (incolor), em meio ácido na
presença de um agente oxidante é transformado em I2
(violáceo quando extraído com CHCl2; torna azul a
solução aquosa de amido; seu vapor é violáceo; o sólido
é cinza e muito pouco solúvel em água, a solução aquosa
é amarelada ou acastanhada).
I. PROVAS E REAÇÕES RECOMENDADAS
PARA ESTUDO E IDENTIFICAÇÃO DOS
ÍONS DE SÓDIO, POTÁSSIO E AMÔNIO:
- Sódio:
a) Coloração da chama.
- Potássio:
a) Ácido perclórico com adição de álcool etílico
(CUIDADO: NÃO AQUECER)
b) Cobaltinitrito de sódio
c) Coloração da chama
- Amônio:
a) Bases fortes (identificação e eliminação)
b) Cobaltinitrito de sódio
c) Reativo de Nessler
- Reconhecimento dos íons, um em presença dos outros:
Fazer uma mistura das soluções de cloreto de sódio,
potássio e amônio (10 gotas de cada)
- Sódio: Prova a;
- Potássio: Provas a; b, após eliminação de amônio e
neutralização do NaOH com ácido acético.
- Amônio: Prova c;
II. PROVAS E REAÇÕES RECOMENDADAS
PARA ESTUDO E IDENTIFICAÇÃO DOS
ÍONS CLORETO, NITRATO, NITRITO,
CARBONATO, IODETO, BROMETO,
FLUORETO E ACETATO:
- Cloreto:
a) Ácido sulfúrico concentrado
b) Íons prata - verificação da dissolução do
precipitado
c) Dicromato de potássio e ácido sulfúrico
concentrado - sistema fechado
- Nitrato:
a) Ácido sulfúrico concentrado
b) Íons ferro (II) (prova do anel)
c) Redução em meio alcalino
- Nitrito:
a) Ácido sulfúrico concentrado
b) Ácido sulfúrico diluído
c) Íons ferro (II) (prova do anel)
d) Íons iodeto em meio ácido
e) Íons permanganato em meio ácido
f) Redução em meio alcalino
g) Eliminação com sal de amônio
Verificar nitrato em presença de nitrito.
- Carbonato:
a) Ácidos diluídos - sistema fechado
b) Íons prata, cálcio, estrôncio e bário
- Iodeto:
a) Ácido sulfúrico concentrado
b) Íons prata - verificar dissolução do precipitado
c) Água de cloro
d) Agentes oxidantes: íons ferro III; íons
permanganato e íons dicromato em meio ácido
- Brometo:
a) Ácido sulfúrico concentrado
b) Íons prata - verificar a dissolução
c) Água de cloro
- Fluoreto:
a) Ácido sulfúrico concentrado - corrosão do vidro
- Acetato:
a) Ácidos diluídos
b) Hidrogenosulfato de potássio
c) Ácido sulfúrico concentrado
Separação dos Íons Cloreto, Brometo e Iodeto: Fazse uma mistura das soluções de cloreto, brometo e iodeto
de potássio (cerca de 20 gotas de cada), acidula-se com
ácido nítrico e adiciona-se solução de nitrato de prata em
excesso. Filtra-se, lava-se com água contendo ácido
nítrico até que no filtrado não se verifique reação positiva
para íons prata, pela adição de íons cloreto. O precipitado
deve ser transferido para um tubo de ensaio e tratado,
pelo menos duas vezes, com solução de carbonato de
amônio. Separam-se os sobrenadantes e lava-se o
precipitado com água contendo carbonato de amônio.
6
Juntam-se os sobrenadantes e acidula-se com ácido
nítrico e prova-se a presença de cloreto.
O precipitado que foi lavado com carbonato de
amônio é tratado com hidróxido de amônio diluído.
Agita-se e filtra-se. Um resíduo indica presença de
iodeto. Acidulando-se o filtrado prova-se a presença de
brometo.
EXECUÇÃO DA 1ª ANÁLISE
Na execução de qualquer análise, neste curso, a
amostra deve ser cuidadosamente homogeneizada e,
depois, dividida em três partes: uma para as provas
prévias, outra para o andamento da análise e a terceira
para as provas que o assistente, eventualmente, tenha que
fazer após a análise ter sido corrigida.
Nesta análise poderão estar presentes na amostra os
íons: K+, NH4+, Cl-, Br-,I-, NO3-, NO2- e CO32PROVAS PRÉVIAS
-
Ensaios com a substância sólida:
a) Chama
b) Solubilidade em água - verificação do pH (papel
indicador)
c) Solubilidade em ácido clorídrico diluído
d) Solubilidade em ácido clorídrico concentrado
e) Comportamento com ácido sulfúrico concentrado
ANDAMENTO DA ANÁLISE
- Ensaios com a substância sólida:
1. Carbonato
2. Amônio
- Ensaios por via úmida:
1. Potássio
2. Amônio
3. Cloreto
4. Nitrito
5. Nitrato
6. Brometo
7.
Iodeto
8.
Carbonato
- Sulfato:
1. Reação com íons bário
2. Reação com íons chumbo
III. PROVAS E REAÇÕES RECOMENDADAS
PARA ESTUDO E IDENTIFICAÇÃO DOS
ÍONS MAGNÉSIO, BÁRIO, CÁLCIO E
ESTRÔNCIO (GRUPO DO CARBONATO DE
AMÔNIO)
- Magnésio:
a) Hidróxidos alcalinos
b) Hidróxidos de amônio - verificação da ação de
sais de amônio
c) Fosfato de amônio na presença de hidróxido e
sais de amônio
d) Carbonato de sódio
e) Carbonato de amônio - verificação de ação de
sais de amônio
- Bário:
a) Chama
b) Carbonato de amônio
c) Íons sulfato - verificação da solubilidade em
ácidos
d) Íons cromato, dicromato e dicromato na presença
de acetato de sódio
e) Íons oxalato - verificação da solubilidade em
HAc
- Estrôncio:
a) Chama
b) Carbonato de amônio
c) Íons sulfato
d) Íons oxalato - verificação da solubilidade em
HAc
e) Íons cromato
- Cálcio:
a) Chama
b) Carbonato de amônio
c) Íons sulfato
d) Íons oxalato
- Estudo Comparativo de Algumas Reações:
1. Executar quatro provas isoladas, uma com
cada um dos cátions (Ca2+, Sr2+, Ba2+ e Mg2+) em
solução bem diluída, com cada reagente abaixo:
a) Fosfato de sódio
b) Cromato de potássio
c) Dicromato de potássio - dicromato de potássio
em ácido acético, adicionando depois acetato de sódio
d) Oxalato de amônio e ácido acético
2. Três provas isoladas, com cálcio, estrôncio e
bário, usando:
a) Sulfato de magnésio
3. Duas provas isoladas, com estrôncio e bário,
usando:
a) Solução saturada de sulfato de cálcio
4. Uma prova com bário, usando:
a) Solução saturada de sulfato de estrôncio
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Baseados nos fenômenos observados nas reações
deste capítulo, construir uma tabela que indique
qualitativamente a solubilidade dos produtos formados e
comparar com os valores numéricos fornecidos pela
literatura.
- Separação dos Íons Magnésio, Bário, Estrôncio e
Cálcio: Em um béquer pequeno, faz-se uma mistura das
soluções dos cloretos dos quatro cátions (no máximo 20
gotas de cada solução), adicionam-se cerca de 10 gotas
de ácido clorídrico diluído e hidróxido de amônio para
tornar o meio básico (é conveniente adicionar uma ponta
de espátula de NH4Cl). Aquece-se a cerca de 60°C (não
mais) e adiciona-se solução de carbonato de amônio, até
que não haja mais formação de precipitado, mantendo-se
essa temperatura durante 10 a 15 minutos. Em seguida,
filtra-se. O precipitado deve ser lavado, sobre o filtro,
com pequenas porções de água quente contendo
carbonato de amônio, até eliminação de cloreto. Isto é,
até que na água de lavagem não mais se detecte a
presença de íons cloreto.
O filtrado e as duas primeiras porções da água de
lavagem são reunidas e evaporadas a cerca de 2 mL. Com
parte dessa solução faz-se a identificação do magnésio.
O precipitado dos carbonatos é dissolvido, sobre o
papel de filtro, pela adição do menor volume de ácido
acético diluído quente (50 - 60°C). A essa solução,
adiciona-se solução de acetato de sódio (mais ou menos o
mesmo volume que o de ácido acético) e igual volume de
solução de dicromato de potássio. Deixa-se sobre uma
pequena chama durante 10 minutos e filtra-se quando
frio. Dissolve-se o precipitado em ácido clorídrico
diluído e faz-se a prova da chama.
Com a solução de onde foi separado o precipitado
amarelo repete-se o tratamento com hidróxido e
carbonato de amônio, nas condições indicadas. Filtra-se e
lava-se com água contendo carbonato de amônio, até o
precipitado e o papel de filtro ficarem brancos. Dissolvese o precipitado, sobre o filtro, com o menor volume
possível de ácido acético diluído quente. Leva-se essa
solução à ebulição e adicionam-se cerca de 2 mL de
solução de sulfato de amônio, deixa-se 15 minutos sobre
uma pequena chama e filtra-se. Com o precipitado branco
faz-se a prova da chama.
O filtrado, que deve ser acético, é levado à ebulição
com cerca de 1 mL de solução de oxalato de amônio.
Deixa-se esfriar e filtra-se. Com o precipitado executa-se
a prova da chama.
ESQUEMA DE SEPARAÇÃO
2+
2+
2+
2+
Ca Sr Ba Mg
HCl
NH4OH
(NH4)2CO3
2+
Mg
(NH4 )2HPO4
CaCO3 SrCO 3 BaCO3
HAc
2+
2+
NH4OH
2+
Ca Sr Ba
NaAc
K 2Cr2O 7
Ca 2+ Sr 2 +
NH4 OH
Mg(NH4 )PO4 .6 H2O
BaCrO 4
(NH4)2 CO 3
CaCO 3 SrCO 3
HAc
2+
Ca Sr
2+
(NH4)2 SO4
SrSO4
Ca 2 +
(NH4 )2C 2O 4
CaC2 O4
EXECUÇÃO DA 2ª ANÁLISE
Homogeneizar a amostra e dividi-la em três partes:
uma para as provas prévias, outra para o andamento da
análise e a terceira para as provas que o assistente,
eventualmente, tenha que fazer após a análise ter sido
corrigida.
Nesta análise poderão estar presentes na amostra os
íons: K+, NH4+, Cl-, Br-, I-, NO3-, NO2-, CO32-, Mg2+,
Ca2+, Sr2+ e Ba2+
PROVAS PRÉVIAS
-
Ensaios com a substância sólida:
a) Chama
b) Solubilidade em água - verificação do pH (papel
indicador)
c) Solubilidade em ácido clorídrico diluído
d) Solubilidade em ácido clorídrico concentrado
e) Comportamento com ácido sulfúrico concentrado
ANDAMENTO DA ANÁLISE
- Ensaios por via úmida:
1. Cálcio
2. Magnésio
3. Estrôncio
4.
Bário
5.
Potássio
6.
Amônio
7.
Cloreto
8.
Nitrito
9.
Nitrato
10. Brometo
11. Iodeto
12. Carbonato
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- Pesquisa de ânions ("Extrato com Soda"): Deve
preceder a dos cátions. Os ânions não identificáveis nas
provas a partir da amostra sólida devem ser pesquisados
no "extrato com soda".
A uma porção da amostra adicionam-se cerca de
10 mL de solução de carbonato de sódio, uma ponta de
espátula de Na2CO3 sólido, agita-se bem a frio, leva-se
depois à ebulição, por cerca de cinco minutos e filtra-se.
As provas dos ânions são feitas no filtrado ("extrato com
soda"), condicionando convenientemente o meio (inclui a
eliminação de íons CO32-).
- Pesquisa dos cátions: De acordo com a solubilidade a
amostra poderá ser:
- Solúvel em água;
- Solúvel em ácido clorídrico diluído;
- Parcialmente solúvel em ácido clorídrico diluído;
- Parcialmente solúvel em ácido clorídrico
concentrado.
Nos dois últimos casos comprova-se a presença do
resíduo. Esse resíduo pode ser constituído de sulfatos de
bário e de estrôncio, sílica e silicatos.
Comprovada a presença do resíduo, a porção da
substância destinada para a pesquisa dos cátions deve ser
extraída duas vezes com pequenos volumes de ácido
clorídrico diluído, uma ou duas com ácido clorídrico
concentrado, sempre à ebulição, separando os extratos
por centrifugação ou filtração.
A reunião desses extratos é o chamado "extrato
clorídrico". Se o extrato ficar muito turvo, é necessário
filtrar. Para isso deve-se diluir ao dobro com água. Filtrar
e concentrar ao volume original, antes de prosseguir.
A fim de evitar passagens desnecessárias deve-se
fazer preliminarmente alguns ensaios, nas condições
recomendadas, que indicarão o andamento conveniente:
I - Com 5 gotas do extrato, executa-se uma prova
com carbonato de amônio. Prova Negativa: procede-se
diretamente à pesquisa de magnésio. Prova Positiva: fazse o tratamento de todo o extrato, com carbonato de
amônio.
II - Com cerca de 0,5 mL da solução, obtida pelo
tratamento dos carbonatos com ácido acético, faz-se uma
prova com sulfato de amônio. Prova Negativa: procedese diretamente, com toda a solução, à pesquisa do íon
cálcio. Prova Positiva: faz-se, então, uma prova com
dicromato de potássio. Prova Negativa: procede-se
diretamente ao tratamento de toda solução com sulfato de
amônio. Prova Positiva: segue-se o andamento indicado
para separação dos cátions do grupo do carbonato de
amônio.
O potássio pode ser pesquisado:
1. na solução aquosa;
2. juntamente com o magnésio, na separação;
3. no extrato com soda.
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- Cobalto II:
a) Sulfeto de amônio
b) Hidróxido de amônio
c) Hidróxido de sódio sem e com oxidantes (ar,
água oxigenada)
d) Carbonato de sódio
e) Fosfato de sódio
f ) Nitrito, em presença de potássio e ácido acético
g) Tiocianato de amônio
IV. PROVAS E REAÇÕES RECOMENDADAS
PARA O ESTUDO E IDENTIFICAÇÃO DOS
ÍONS FERRO III, ALUMÍNIO, CRÔMIO III,
MANGANÊS II, ZINCO II, NÍQUEL II E
COBALTO II
- Ferro III:
a) Sulfeto de amônio
b) Hidróxido de amônio
c) Hidróxido de sódio
d) Carbonato de sódio
e) Fosfato de sódio
f) Ferrocianeto de potássio
ferricianeto)
g) Tiocianato
h) Acetato de sódio
(comparar
com
- Alumínio III:
a) Sulfeto de amônio
b) Hidróxido de amônio
c) Hidróxido de sódio
d) Carbonato de sódio
e) Fosfato de sódio
- Crômio III:
a) Sulfeto de amônio
b) Hidróxido de amônio
c) Hidróxido de sódio
d) Carbonato de sódio
e) Fosfato de sódio
f) Água oxigenada em meio alcalino
g) Dióxido de chumbo em meio alcalino (Reação
de Chancel)
- Manganês II:
a) Sulfeto de amônio
b) Hidróxido de amônio
c) Hidróxido de sódio sem e com oxidantes (ar,
água oxigenada)
d) Carbonato de sódio
e) Fosfato de sódio
f) Dióxido de chumbo (Reação de Chancel)
- Zinco II:
a) Sulfeto de amônio
b) Tioacetamida - verificar
precipitado
c) Hidróxido de amônio
d) Hidróxido de sódio
e) Carbonato de sódio
f) Fosfato de sódio
g) Ferrocianeto de potássio
h) Verde de Rimmann
a dissolução do
- Níquel II:
a) Sulfeto de amônio
b) Hidróxido de amônio
c) Hidróxido de sódio
d) Água de cloro, bromo ou persulfato em meio
alcalino
e) Carbonato de sódio
f) Fosfato de sódio
g) Dimetilglioxima
- Separação e identificação dos cátions do grupo do
sulfeto de amônio: O aluno deve preparar uma solução
em um béquer de 50 mL com 20 gotas das respectivas
soluções de Fe(NO3)3, Al(NO3)3, Cr(NO3)3, Ni(NO3)2,
Co(NO3)2, Mn(NO3)2 e Zn(NO3)2.
Aquece-se, então, à ebulição e adiciona-se
hidróxido de amônio (4 M) até o meio ficar ligeiramente
básico. Junta-se solução de sulfeto de amônio até que a
precipitação tenha sido quantitativa, mantendo a
temperatura a cerca de 60°C durante 10 minutos. Filtra-se
e lava-se o precipitado de quatro a cinco vezes com
pequenas porções de solução de cloreto de amônio 0,4 M
(solução 4 M, diluída de 1 + 9 de H2O) aquecida,
contendo um pouco de sulfeto de amônio.
- Filtrado: Deve ser límpido e amarelo claro.
Na execução das análises, poderá conter os cátions
do grupo do carbonato de amônio. Neste caso, a solução
deve ser concentrada a cerca de 5 mL, acidulada
ligeiramente com HCl diluído e levada à ebulição durante
alguns minutos para eliminação do H2S e aglomeração do
enxofre que normalmente se separa.
- Precipitado: Deve ser imediatamente transferido para
uma cápsula e tratado com ácido clorídrico diluído.
Agita-se primeiramente a frio. Aquece-se ligeiramente a
cerca de 40°C, até não haver mais desprendimento de
H2S. Filtra-se e lava-se o precipitado de quatro a cinco
vezes com água. Ao filtrado junta-se a primeira água de
lavagem.
- Filtrado: Ferve-se para eliminação de H2S e procede-se
à separação dos íons Fe(III), Mn(II), Al(III), Zn(II) e
Cr(III).
- Precipitado: Deve ser transferido para uma cápsula e
tratado, a quente, com o menor volume possível de ácido
nítrico diluído. Evapora-se em banho-maria até secagem.
Trata-se com um mínimo de água para posterior
identificação dos íons Ni(II) e Co(II).
- Separação e identificação dos íons zinco, manganês,
ferro, alumínio e crômio: A solução clorídrica é tratada
com hidróxido de sódio em excesso e algumas gotas de
água oxigenada, sendo aquecida à ebulição durante 5
minutos. Imediatamente filtra-se (a quente) e guarda-se o
filtrado. O precipitado deve ser lavado com água quente,
abandonando-se as águas de lavagem.
- Precipitado: Os cátions Fe(III) e Mn(IV) podem ser
identificados diretamente no precipitado, sem prévia
separação. Com uma porção identifica-se o Fe(III) e com
outra o Mn(IV).
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- Filtrado: Adiciona-se ácido acético, acetato de sódio e
cloreto de bário. Aquece-se e filtra-se o precipitado
amarelo que se forma (BaCrO4). No filtrado identifica-se
o íon Zn(II).
- Filtrado: Acidula-se com ácido clorídrico diluído,
depois trata-se com excesso de hidróxido de amônio, e
aquece-se à ebulição. Filtra-se e lava-se com água quente
contendo hidróxido de amônio.
- Precipitado: O precipitado branco identifica a presença
do alumínio.
ESQUEMA DE SEPARAÇÃO
(Fe2+ ), Fe 3+, Mn2+, Al3+, Cr3+, Zn 2+, Co 2+, Ni 2+, outros cátions
NH4OH
(NH4)2S
NiS, (FeS), Fe2S 3, (Fe(OH)3), Al(OH)3, Cr(OH)3, MnS, ZnS, CoS, outros cátions
HCl
CoS, NiS
Fe 3+ Mn2+ Al 3+ Cr 3+ Zn2+
NaOH
H2O 2
Fe(OH)3 Mn(OH)2
Fe, provas g, f
Mn, provas a, f
HNO 3
Co2+ Ni2 +
|Al(OH)4-| CrO 4= |Zn(OH)4|=
Co2+ prova g
Ni 2+ prova g
HCl
Al3+ Cr2O 7= Zn2+
NH4OH
Al(OH)3
CrO 4= |Zn(NH3)6|2 +
HAc
NaAc
BaCl2
BaCrO 4
EXECUÇÃO DA 3ª ANÁLISE
Homogeneizar a amostra e dividi-la em três partes:
uma para as provas prévias, outra para o andamento da
análise e a terceira para as provas que o assistente,
eventualmente, tenha que fazer após a análise ter sido
corrigida.
Nesta análise poderão estar presentes na amostra os
íons: K+, NH4+, Cl-, Br-, I-, NO3-, NO2-, CO32-, Mg2+,
Ca2+, Sr2+ e Ba2+, Co2+, Mn2+, Zn2+, Ni2+, Fe3+, Cr3+ e Al3+
PROVAS PRÉVIAS
- Ensaios com a substância sólida:
a) Solubilidade em água - verificação do pH (papel
indicador)
b) Solubilidade em ácido clorídrico diluído
c) Solubilidade em ácido clorídrico concentrado
e) Comportamento com ácido sulfúrico concentrado
Zn 2 +
Tioacetamida
ZnS
ANDAMENTO DA ANÁLISE
- Provas diretas com amostra:
1 a 12 - já indicadas na Análise II
- Pesquisa de ânions:
As provas prévias indicaram a solubilidade da
amostra. Conforme o que foi observado, deve-se preparar
o "extrato clorídrico" ou realizar simples solubilização
em água. Na presença de cromato e/ou permanganato
deve-se usar HCl concentrado mesmo que a substância
seja solúvel em água. As extrações devem ser efetuadas
até que o extrato produzido seja incolor, não importando
a coloração do resíduo. Procede-se à precipitação e
separação dos cátions no extrato obtido conforme já
indicado na Análise 2.