IDENTIFICAÇÃO DOS CÁTIONS GRUPO I IV V E ÂNIONS I II

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Área de estudo:Engenharias

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SOLUBILIDADE DOS PRINCIPAIS ÂNIONS 6 4. RESUMO TEÓRICO 8 4. Ensaios de Chama: 8 4. Solubilidade dos Precipitados: 9 4. Produto de solubilidade: 10 4. INTRODUÇÃO TEÓRICA A importância da análise de cátions é a identificação ou pesquisa dos elementos ou íons que constituem uma substância. Quando dispomos de uma amostra desconhecida, a primeira exigência é geralmente determinar quais as substâncias que nela estão presentes. Este problema pode ser encontrado, em alguns casos, na forma modificada de identificarem-se as impurezas presentes numa amostra ou, talvez, de confirmar-se a ausência de algumas impurezas especificadas. A resolução destes problemas está no domínio da Análise Química Qualitativa. Os métodos descritos para análise de cátions são sistemáticos, os cátions são classificados em cinco grupos, tomando-se por base sua peculiaridade a determinados reagentes.

Analise para aníons em solução. Grupo V- pertencem os cátions Li++, Na++, K++, NH4+ e Mg2+ e outros elementos raros (Rb+ e Cs+). A maioria dos seus compostos são solúveis em água. Devido a isto, eles não precipitam sob a ação de íons Cl -. Desta forma, não existe um reagente de grupo. Deve, entretanto, ser mencionado que é possível separar os aníons em grupos principais, dependendo das solubilidades dos seus sais de prata, de cálcio ou de bário e dos sais de zinco; mas estes grupos podem ser considerados úteis apenas para dar indicação das limitações do método e confirmação dos resultados obtidos por processos mais simples. O seguinte esquema de classificação resultou satisfatório na prática.

Ele não é rígido, pois alguns dos aníons pertencem a mais de uma das subdivisões e, além disso, não tem bases teóricas. Essencialmente, os processos empregados podem ser divididos em: A) os que envolvem a identificação por produtos voláteis obtidos por tratamento com ácidos; B) os que dependem de reações em solução. A classe A é subdividida em: I) gases desprendidos com ácido clorídrico diluído ou ácido sulfúrico; II) gases ou vapores desprendidos por tratamento com acido sulfúrico concentrado. Serão também discutidas as limitações experimentais devido ao uso do sentido da visão que é subjetivo e, portanto, sujeito a falhas. Referente à marcha analítica dos cátions do grupo IV será apresentada a separação e a identificação dos cátions (Ca2+, Sr2+ e Ba2+).

Serão também discutidos os reagentes utilizados e as suas concentrações, as condições ideais (ph e temperatura) e as possíveis interferências. Referente ao cátion do grupo v serão apresentadas as reações utilizadas para a separação e a identificação dos cátions do grupo v (Na+, K+, NH4+ e Mg2+). Serão também discutidos os reagentes utilizados e as suas concentrações, as condições ideias e as possíveis interferências. Os hidrogenossulfitos ou dissulfitos de metais alcalinos são solúveis em água; os hidrogenossulfitos (dissulfitos) de metais alcalino-terrosos são conhecidos somente em solução. Tiossulfatos S2O3²ˉ: A maioria dos tiossulfatos que têm sido preparados é solúvel em água; os de chumbo, prata e bário são escassamente solúveis.

Muitos deles se dissolvem em excesso de solução de tiossulfato de sódio, formando sais complexos. Sulfetos, S3²ˉ: O sulfeto ácido, normal, e os polissulfetos de metais alcalinos são solúveis em água; suas soluções aquosas dão reação alcalina, devido à hidrólise. Nitritos NO²ˉ: O nitrito de prata é pouco solúvel em água. Os hexacianoferratos (III) metálicos são, em geral, mais solúveis que hexacianoferratos (II) metálicos. Hipocloritos OClˉ: Todos os hipocloritos são solúveis em água. Eles dão reação alcalina, devido à hidrólise. Cloretos Clˉ: A maioria dos cloretos é solúvel em água. O cloreto de mercúrio (I) HgCl2, cloreto de prata AgCl, cloreto de chumbo PbCl2 (este é escassamente solúvel a frio, mas prontamente solúvel em água fervendo), cloreto de cobre (I) CuCl, oxicloreto de bismuto BiOCl, oxicloreto de antimônio SbOCl e oxicloreto de mercúrioHg2OCl2, são insolúveis em água.

O bromato de mercúrio (I) também é escassamente solúvel. A maioria dos outros bromatos metálicos são facilmente solúveis em água. Iodatos IO3ˉ: Os iodatos dos metais alcalinos são solúveis em água, os iodatos de outros metais são escassamente solúveis e, em geral, menos solúveis que os cloratos e os bromatos correspondentes. Percloratos ClO4ˉ: Os percloratos são geralmente solúveis em água. O perclorato de potássio é um dos menos solúveis e o de sódio é um dos mais solúveis. Cromatos CrO4²ˉ e Dicromatos Cr2O7²ˉ: Os cromatos dos metais alcalinos e de cálcio e magnésio são solúveis em água. O cromato de estrôncio e escassamente solúvel. A maioria dos outros cromatos metálicos são insolúveis em água.

Os dicromatos de sódio, potássio e amônio são solúveis em água. Permanganatos MnO4ˉ: Todos os permanganatos são solúveis em água, formando soluções de cor violeta avermelhado. A mais baixa temperatura está na base da chama, que é empregada para testar substâncias voláteis, a fim de determinar se elas comunicam alguma cor a chama. A parte mais quente da chama é a zona de fusão, fica cerca de um terço da altura da chama e, aproximadamente, equidistante do interior e exterior do manto, é empregada para ensaios de fusibilidade das substâncias, e também conjugada para testar as volatilidades relativas das substâncias ou de uma mistura de substâncias. A zona oxidante inferior está situada na borda mais externa e pode ser usado para a oxidação de substâncias dissolvidas em pérolas de bórax, carbonato de sódio ou sal microcósmico.

A zona oxidante superior é a ponta não-luminosa da chama, aqui um grande excesso de oxigênio está presente e a chama não é tão quente somo na zona oxidante superior. Pode ser usada para todos os processos de oxidação nos quais não é necessária uma temperatura muito alta. O cloreto de potássio é muito mais volátil que os cloretos dos metais alcalino-terrosos. Portanto, é possível detectar potássio na chama oxidante inferior, e cálcio, estrôncio e bário na zona de fusão. Após todos os ensaios, o fio de platina deve ser limpo com ácido clorídrico concentrado. As vezes, acumulam-se substâncias no fio de platina, que são removidas com dificuldades por ácido clorídrico e calor. Por isso, é melhor empregar hidrogenossulfato de potássio fundido.

A solubilidade depende de várias circunstâncias, tais como: temperatura, pressão, concentração de outros materiais na solução e da composição do solvente. A variação da solubilidade com a pressão tem, na prática, uma importância reduzida em análise qualitativa inorgânica, visto que todas as operações são conduzidas em recipientes abertos a uma pressão atmosférica; ligeiras variações da pressão não apresentam influência apreciável na solubilidade. De maior importância é a variação da solubilidade de acordo com a temperatura. De modo geral, pode-se dizer que a solubilidade dos precipitados aumenta com a temperatura, a não ser em casos especiais (como o sulfato de cálcio), onde ocorre o oposto. A taxa do aumento da solubilidade com a temperatura é variável, desprezível em alguns casos e considerável em outros.

Denomina-se íons comum aquele que também participa da constituição do precipitado. No caso do cloreto de prata, por exemplo, tanto os íons prata como os íons cloreto são íons comuns, porém, qualquer outro que se apresente será estranho. Pode ser dito, de um modo geral, que a solubilidade de um precipitado diminui consideravelmente se um dos íons comuns estiver presente em excesso, se bem que este efeito possa ser contrabalançado pela formação de um complexo solúvel com o excesso do íon comum. Na presença de um íon estranho, aumenta a solubilidade do precipitado, mas este aumento é geralmente muito pequeno, a menos que ocorra uma reação química (como a formação de um complexo ou uma reação ácido-base) entre o precipitado e o íon estranho, quando então o aumento da solubilidade é mais pronunciado.

Devido à importância dos efeitos dos íons comuns e estranhos na solubilidade dos precipitados obtidos em análise qualitativa inorgânica. Aplicações do produto de solubilidade: A despeito de suas limitações, o produto de solubilidade é de grande valor na análise qualitativa, visto que, com seu auxílio, é possível não só explicar como também prejulgar as reações de precipitação. O produto de solubilidade é, na realidade, um valor derradeiro que é alcançado pelo produto iônico, quando se estabelece o equilíbrio entre a fase sólida do sal ligeiramente solúvel e a solução. Se as condições se apresentam de tal forma que o produto iônico é diferente do produto de solubilidade, o sistema tenderá a ajustar-se de tal modo que o produto iônico atinja o valor do produto de solubilidade.

Assim, se arbitrariamente tornarmos o produto iônico maior que o produto de solubilidade, seja, por exemplo, pela adição de um outro sal com um íon comum, o sistema se reajustará pela precipitação de sal sólido. Reciprocamente, se tornarmos o produto iônico menor que o produto de solubilidade, como, por exemplo, diminuindo a concentração de um dos íons, o equilíbrio do sistema será restabelecido pela passagem de algum sal sólido para a solução. Qualquer material de vidro trincado deve ser rejeitado e comunicado para o descarte em local apropriado. Os alunos não devem tentar nenhuma reação não especificada pelo professor. Reações desconhecidas podem causar resultados desagradáveis. É terminantemente proibido fumar em qualquer laboratório. É proibido trazer comida ou bebida para o laboratório, por razões óbvias.

Ao contrário, colocá-los longe de onde se executam as operações. Não pipetar nenhum tipo de produto com a boca. Não leve as mãos à boca ou aos olhos quando estiver trabalhando com produtos químicos. Use equipamentos apropriados nas operações que apresentarem riscos potenciais. Não aquecer reagentes em sistemas fechados. É muito importante ter a certeza de que se sabe perfeitamente bem o que se está fazendo. PARTE EXPERIMENTAL ​ 5. Reações e identificação dos cátions do grupo IV: Ba+2 + K2CrO4-2 → BaCrO4↓ • Verificamos através da prova de chama a presença da cor verde amarelado, portanto a presença de Ba+. Sr+2 + SO4-2 → SrSO4↓ • Verificamos através da prova de chama a presença da cor carmim, portanto a presença de Sr+.

Reações e identificação dos cátions do grupo V: Na+ Fazer a prova de chama • Verificamos através da prova de chama a presença da cor amarelo, portanto a presença de Na+. Em suma, os testes expostos nos resultados, nos proporcionaram uma ampla visão do que é, realmente, o principal foco da química analítica qualitativa. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Sites: http://www. soq. com. br/ Livros: Vogel, Arthur Israel, 1905 Quimica analítica qualitativa I, 5ed.

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