MATERIAIS E REAGENTES

Estante para tubos de ensaio; Tubos de ensaio; Centrifuga; Papel tornassol; Béquer; Pipeta; Pêra; Fe(NO3)3; Al(NO3)3; Cr(NO3)3; Ni(NO3)2; Co(NO3)2; Zn(NO3)2; NaOH; HCl 6 mol L-1; NH4OH 6mol L-1

NH4Cl; H2O2 3%; NH4SCN; Na2S 1 mol L-1; HNO3; Dimetilglioxima; Acetona.

ETAPAS PROCEDIMENTAIS

PARTE 1: Colocar em tubos de ensaio (separados) gotas de cada cátion e adicionar gota a gota (observando a reação) NaOH 1,0 mol L-1, ate a formação de um precipitado. Posteriormente, continue adicionando NaOH aos precipitados e observe a dissolução dos mesmos ( se houver). Escreva as reações envolvidas no processo de dissolução de hidróxidos pelo excesso de OH-.

Metal Hidróxido formado Cor do precipitado Excesso de NaOHFe3+

Al3+

Cr3+

Ni2+

Co2+

Zn2+

PARTE 2:

1. Colocar 10 gotas da solução dos cátions em um tubo de ensaio;2. Adicionar 20 gotas de HCl 6 mol L-1 e em seguida 5 gotas de NH4OH 6mol L-1,

gota a gota, sob agitação constante, até o meio ficar alcalino. Adicionar mais 3-5 gotas de NH4OH 6mol L-1, para garantir o excesso. Aquecer durante um minuto;

3. Centrifugar e separar o sobrenadante (sobrenadante 1) e o precipitado (precipitado 1);

4. Lavar o precipitado 1 com NH4Cl 2 mol L-1 ( 5-10 gotas), centrifugar e descartar o sobrenadante;OBS: O precipitado 1 pode conter hidróxidos de ferro, crômio, alumínio( etapa 5) e o sobrenadante 1 pode conter Ni2+, Co2+, Zn2+ (etapa 10);

5. Adicionar ao precipitado 1, 1 mL de NaOH 4mol L-1 e 1 mL de H2O2 3%, agitar bem e aquecer em banho-maria por 5 minutos, ate cessar o desprendimento de O2;

6. Centrifugar, reservar o sobrenadante (sobrenadante 2) e o precipitado (precipitado 3);OBS: O precipitado 2 pode conter Fe(OH)3. O sobrenadante 2 podera conter crômio e alumínio, a solução poderá esta amarela;

7. Divida o sobrenadante 2 em 2 tubos:- No 1º tubo adicione Pb2+, deve formar um precipitado amarelo, idetifique o precipitado e o íon presente;- No 2º tubo, adicione HCl 6mol L-1, até a acidificação do meio 3-5 gotas e medir o pH, em seguida adicione NH4OH 6mol L-1, gota a gota, sob agitação constante, ate o meio ficar alcalino. Posteriormente, aquecer ate observar a formação de um precipitado gelatinoso. Identificar o precipitado e o íon presente;

8. Ao precipitado 2 lavar com água destilada quente ( 2vezes adicionando de 5 a 10 gotas) e despreze o sobrenadante;

9. Adicione ao precipitado 2, 3-5 gotas de HCl 6mol L-1, e NH4SCN 1mol L-1, gota a gota. O aparecimento de uma cor vermelha indica a reação. Identifique o produto formado e o íon presente;

10. O sobrenadante 1 (obtido na etapa 2) deve ser aquecido e adiciona-se 10 gotas de Na2S, sob agitação, aquecer novamente em banho-maria por 10 minutos;

11. Centrifugar e adicionar novamente gota a gota de Na2S para verificar se a precipitação foi completa. Se necessário centrifugar novamente. Descarte o sobrenadante e reserve o precipitado (precipitado 3);

12. Lave o precipitado 3 com gotas de NH4Cl (2vezes) e descarte o sobrenadante;13. Ao precipitado 3 adicione 1,0 mL de HCl 1,0 mol L-1, agite bem e deixe em

repouso por 5 minutos;14. Centrifugue e separe o sobrenadante (sobrenadante 3) e o precipitado

(precipitado 4);15. Ao precipitado 4 adicione gotas de HNO3concentrado e aqueça em banho-maria

ate a dissolução;16. Divida a solução em 2 tubo:

- No tubo 1, adicione sob agitação NH4OH 6mol L-1 até o meio ficar alcalino (medir pH) e em seguida adicione gotas de dimetilglioxima. Observe a formação de um precipitado vermelho. Identifique o precipitado e o íon presente;- No tubo 2, adicione 5-10 gotas de NH4SCN 1,0 mol L-1 e de 5-10 gotas de acetona. Ocorrera o aparecimento da coloração azul identifique a reação e o íon presente;

17. Ao sobrenadante 3 aqueça para eliminar o H2S. Resfrie e adicione 1mL de NaOH 4,0 mol L-1 em excesso;OBS: Na solução pode conter zinco.

18. Centrifugue e separa o precipitado o sobrenadante. Descarte o precipitado (se houver);

19. Adicione ao sobrenadante HCl 6,0 mol L-1 até o meio ficar ligeiramente ácido (medir o pH) e adicione gotas de K4[Fe(CN)6]. Deverá ocorrer a formação de um precipitado branco. Identifique o precipitado e o íon presente.OBS: Construa um fluxograma e escreva todas as reações possíveis.

RESULTADOS E DISCUSSOES

Na primeira parte da pesquisa realizamos uma verificação do comportamento dos cátions do Grupo III reagindo com determinadas substâncias. As observações seguem na tabela abaixo:

Metal Hidróxido formado Cor do precipitado Excesso de NaOHFe3+ Fe(OH)3 PPT gelatinoso

marrom avermelhado

PPT gelatinoso marrom avermelhado insolúvel

Al3+ Al(OH)3 PPT gelatinoso branco

Formação de um complexo

Cr3+ Cr(OH)3 PPT gelatinoso verde cinzento

Formação de um complexo

Ni2+ Ni(OH)2 PPT gelatinoso verde piscina

PPT verde claro insolúvel

Co2+ Co(OH)2 PPT gelatinoso azul Formação de um PPT gelatinoso rosa

Zn2+ Zn(OH)2 PPT gelatinoso branco

Formação de um complexo

Identificando o Fe 3+ :

Ao adicionarmos hidróxidos de sódio a solução de nitrato de ferro III verificou a formação de um ppt gelatinoso castanho avermelhado de hidróxido de ferro III. Como podemos verificar na reação abaixo:

Fe(NO3)3(aq) + 3NaOH(aq) → Fe(OH)3↓ + 3NO3(aq) +3Na(aq)

O precipitado formado e insolúvel em excesso de reagente.

Identificando o Al 3+ :

Adicionando hidróxido de sódio a solução de nitrato de alumínio verificou a formação de um ppt gelatinoso branco de hidróxido de alumínio III. Como segue na reação abaixo:

Al(NO3)3(aq) + 3NaOH(aq) → Al(OH)3↓ + 3NO3(aq) +3Na(aq)

O precipitado formado e solúvel em excesso de reagente, formando íons tetrahidroxialuminato.

Al(OH)3↓ + OH- → [Al(OH)4]-(aq)

Identificando o Cr 3+ :

Adicionando hidróxido de sódio a solução de nitrato de crômio III verificou a formação de um ppt gelatinoso verde cinzento de hidróxido de crômio (III). Como segue na reação abaixo:

Cr(NO3)3(aq) + 3NaOH(aq) → Cr(OH)3↓ + 3NO3(aq) +3Na(aq)

Em excesso de reagente o precipitado dissolve-se facilmente, formando íons tetrahidroxicromato (III) de coloração verde:

Cr(OH)3↓ + OH- → [Cr(OH)4]-(aq)

Identificando o Ni 2+ :

Adicionando hidróxido de sódio a solução de nitrato de níquel II verificou a formação de um precipitado gelatinoso verde de hidróxido de niquel (II). Como segue na reação abaixo:

Ni(NO3)2(aq) + 3NaOH(aq) → Ni(OH)2↓ + 3NO3(aq) +3Na(aq)

O precipitado formado é insolúvel em excesso do reagente.

Idetificando o Co 2+ :

Ao adicionar o NaOH ocorre a precipitação de um sal básico azul. Como segue na reação abaixo:

Co(NO3)2(aq) + NaOH(aq) → CoOH(NO3)2↓ + Na(aq)

Com o excesso de reagente o sal básico é transformado em um precipitado gelatinoso rosa de hidróxido de cobalto. Como segue na reação na reação abaixo:

CoOH(NO3)2↓ + OH- → Co(OH)2↓ +2NO3

Por exposição ao ar o hidróxido de cobalto (II) é transformado em hidróxido de cobalto (III) um precipitado gelatinoso de coloração caramelo.

4Co(OH)2↓ + O2 + 2H2O → 4Co(OH)3↓

Identificando o Zn 2+ :

Adicionando hidróxido de sódio a solução de nitrato de zinco ocorre a formação de um precipitado gelatinoso branco de hidróxido de zinco(II). Como segue abaixo:

Zn(NO3)2(aq) + 2NaOH(aq) → Zn(OH)2↓ + 2NO3(aq) +2Na(aq)

O precipitado e solúvel em excesso de reagente como seguem abaixo:

Zn(OH)2↓ + 2OH-(aq) → [Zn(OH)4]2-

(aq)

PARTE 2:

Etapas:

1 e 2 ) Adicionamos aos nitratos dos cátions do grupo III (Fe(NO3)3, Al(NO3)3,

Ni(NO3)2,Co(NO3)2 e Zn(NO3)2, o HCl 6 mol L-1 e em seguida NH4OH 6 mol L-1, o suficiente para tornar o meio básico de pH =12.

Os Cátions desse grupo são precipitados como hidróxidos ou sulfetos numa solução tamponada com NH4OH/ NH4Cl, contendo (NH4)2S, que será a nossa base para a identificação dos cátions.

3 e 4 ) Após a separação do precipitado 1 e o sobrenadante 1, iremos dar sequência com o PPT 1. Nele houve precipitação na forma de hidróxido de ferro, crômio e alumínio devido ao excesso do NH4OH na etapa anterior e a presença do NH4Cl. Como segue as reações:

Fe(NO3)3 + 3NH4OH NH4OH Fe(OH)3↓ + 3NH4NO3

Cr(NO3)3 + 3NH4OH NH4OH Cr(OH)3↓ + 3NH4NO3

Al(NO3)3 + 3NH4OH NH4OH Al(OH)3↓ + 3NH4NO3

5 ) Aqui houve a adição de NHOH mol L-1 , H2O2 3% e aquecimento aos hidróxidos formados anteriormente, como segue as reações:

I) Fe (OH)3↓+ NaOH → Fe(OH)3↓+ 3NH4NO3

O excesso de OH- reforça a insolubilidade do hidróxido de ferro III, facilitando a distinção do alumínio e cromo.

II) Cr(OH)3↓+ NAOH → Fe(OH)3↓ + Na+ + OH-

O excesso de reagente dissolve o precipitado formando íons tetrahidroxicromato (III) ou cromito. Com adição do H2O2 a uma solução alcalina e o aquecimento obtém uma solução amarela, devido à oxidação do cromo III a cromato:

2[Cr(OH)4]- + 3H2O2 + 2OH- 2CrO42- + 8H2O

III) Al(OH)3↓ NAOH → [Al(OH)4]- + Na+

O precipitado do hidróxido de alumínio em excesso de reagente dissolve formando íons tetrahidroaluminato.

6) O precipitado 2, contendo o Fe(OH)3 é separado do sobrenadante 2, contendo CrO42-

e [ Al(OH)]- em solução.

7) o sobrenadante 2 foi dividido em dois tubos:

Tubo 1 com adição Pb1+ houve a formação de um precipitado amarelo, o cromato de chumbo II, podendo assim, ser identificado o cromo na solução. Segue reação: CrO4

2-

+ Pb2+ → PbCrO4

Tudo 2: Com a adição do HCl 6 mol L-1 ( solução com pH=0) e NH4OH 6 mol L-1

( solução com pH=11) a reação pode ser revestida e o íon Al 3+ identificado de forma gelatinosa. Segue reações:

[Al(OH)4]- + NH4+ → Al (OH)3↓ + NH3↑ + H2O

[Al(OH)4]- + H+ Al (OH)3↓ + H2O

Al(OH)3- + 3H+ Al3+ + H2O

8 e 9) O precipitado 2 formado foi lavado com H2O quente e descartado o sobrenadante (, em seguida adicionou HCl 6 mol L-1 , que torna o hidróxido de ferro solúvel e por fim o tiocianato de amônio (NH4SCN), com aparecimento de uma cor vermelha e a identificação do ferro. Como se as reações:

Fe (OH)3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O

Fe3+ + Cl- + 3H+ + 3OH-

Fe3+ + 6SCN- → Fe(SCN)63-

FLUXOGRAMA DO GRUPO III

Fe3+;Al3+; Cr3+; Ni2+; Co2+; Zn2+;NO-

Al(OH)4-; CrO4

2-

Fe(OH)3

Fe(SCN)63-

Fe(OH)3;Cr(OH)3

;Al(OH)3;

PbCrO

Fe(OH)3

Al3+

HCl 6mol L-1

NH4OH 6mol L-

1

PPT.1

Na2S

HCl

NH4SCN

CN

H2O∆

NaOH 4molL-1

H2O2 3%

Sob. 2

HCl 6molL-1

NH4OH

6molL-1

NH4Cl

Pb2+

HCl

Sobr1

Solução

descarta

da

Solução

descarta

da

Solução

descarta

da

PPT.2

NH4Cl

NH4OH/DMTEM

PPT.4.

HNO3

Sob. 3

NaOH∆

HCl

K4[Fe(CN)6]

NH4SCN/acetona

Solução

descartad

a