apostila de analÍtica

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Carga Horária: Teoria: 30 horas Prática: 60 horas Pré-Requisitos: Química Geral II ou Fundamentos de Química Inorgânica Número de créditos: 06 PROGRAMA PARTE TEÓRICA: UNIDADE I - INTRODUÇÃO À QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA I.1. Definição, divisão e importância da Química Analítica. I.2. Química Analítica Qualitativa, definição e métodos analíticos. UNIDADE II - SOLUÇÕES AQUOSAS DE SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS II.1. Natureza das soluções II.2. Fatores que influenciam nas soluções II.3. Concentrações das soluções, unidades de concentração II.4. Eletrólitos e não eletrólitos II.5. Eletrólise II.6. Teoria da dissociação eletrolítica II.7. Grau de dissociação, eletrólitos fortes e fracos II.8. Atividade e coeficiente de atividade II.9. Lei limite de Debye-Hückel

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Page 1: APOSTILA DE ANALÍTICA

 

Carga Horária: Teoria: 30 horas           Prática: 60 horas

Pré-Requisitos: Química Geral II ou Fundamentos de Química Inorgânica

Número de créditos: 06

PROGRAMA

PARTE TEÓRICA:

UNIDADE   I - INTRODUÇÃO À QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA

            I.1. Definição, divisão e importância da Química Analítica.

            I.2. Química Analítica Qualitativa, definição e métodos analíticos.

UNIDADE  II - SOLUÇÕES AQUOSAS DE SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS

            II.1. Natureza das soluções

            II.2. Fatores que influenciam nas soluções

            II.3. Concentrações das soluções, unidades de concentração

            II.4. Eletrólitos e não eletrólitos

            II.5. Eletrólise

            II.6. Teoria da dissociação eletrolítica

            II.7. Grau de dissociação, eletrólitos fortes e fracos

            II.8. Atividade e coeficiente de atividade

            II.9. Lei limite de Debye-Hückel

            II.10. Equação estendida de Debye-Hückel

UNIDADE III - EQUILÍBRIO QUÍMICO

            III.1. Lei de ação das massas

            III.2 Relação entre Kp e Kc

            III.3. Princípio de Le Chatelier

Page 2: APOSTILA DE ANALÍTICA

            III.4. Fatores que afetam o equilíbrio químico

            III.5. Cálculos de equilíbrio

UNIDADE IV - EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE EM SOLUÇÃO AQUOSA

            IV.1. Definição de ácidos e bases

            IV.2. Auto-dissociação da água

            IV.3. Definição de pH 

            IV.4. Equilíbrio da dissociação ácido-base. Força de ácidos e bases

            IV.5. Lei de diluição de Ostwald

            IV.6. pH de soluções de ácidos e bases fortes

            IV.7. pH de soluções de ácidos e bases fracas

            IV.8. pH de soluções de ácidos polipróticos

            IV.9. Solução tampão

                  IV.9.1. Efeito da diluição

                  IV.9.2. Efeito da adição de ácido ou base

            IV.10. Hidrólise de sais

UNIDADE V - EQUILÍBRIO EM REAÇÕES DE PRECIPITAÇÃO

            V.1. Solubilidade dos precipitados

            V.2. Produto de solubilidade

            V.3. Fatores que afetam a solubilidade

                  V.3.1. Efeito da temperatura

                  V.3.2. Efeito da natureza do solvente

                  V.3.3. Efeito do tamanho das partículas

                  V.3.4. Efeito da força iônica

                  V.3.5. Efeito do íon comum

Page 3: APOSTILA DE ANALÍTICA

            V.4. Aplicações do produto de solubilidade

                  V.4.1. Precipitação de sulfeto

                  V.4.2. Precipitação fracionada

UNIDADE VI - EQUILÍBRIO DE COMPLEXAÇÃO

            VI.1. Formação de complexos

            VI.2. Estabilidade dos complexos

            VI.3. Aplicação dos complexos em análise qualitativa inorgânica

            VI.4. Os mais importantes complexos utilizados em análise qualitativa

UNIDADE VII - EQUILÍBRIO DE OXI-REDUÇÃO

            VII.1. Natureza das reações de oxi-redução

            VII.2. Células galvânicas e eletrolíticas

            VII.3. Potenciais padrão

            VII.4. Equação de Nernst

            VII.5. Aplicações dos potenciais padrão e da equação de Nernst

 

PARTE PRÁTICA

UNIDADE   I - INTRODUÇÃO

            I.1. Instruções gerais sobre o trabalho em laboratório

            I.2. Balança analítica, regras e técnicas de pesagem

            I.3. Soluções

            I.4. Amostragem

UNIDADE  II - ANÁLISE POR VIA SÊCA

            II.1. Introdução

            II.2. Ensaios no carvão e no gesso

Page 4: APOSTILA DE ANALÍTICA

            II.3. Ensaios em tubos

            II.4. Ensaios na chama

            II.5. Ensaios na pérola

UNIDADE III - ANÁLISE POR VIA ÚMIDA

            III.1. Introdução

            III.2. Pesquisa analítica de cátions

                  III.2.1. Introdução

                  III.2.2. Grupo I

                 III.2.3. Grupo II

                 III.2.4. Grupo III

                 III.2.5. Grupo IV

                 III.2.6. Grupo V

            III.3. Pesquisa analítica de ânions

                  III.3.1. Introdução

                  III.3.2. Grupo I

                 III.3.3. Grupo II

                 III.3.4. Grupo III

UNIDADE IV - ANÁLISE DE TOQUE (SPOT TESTE) 

 

BIBLIOGRAFIA : 

1. VOGEL, A. Análise Química Quantitativa. 6 ed. Rio de Janeiro: LTC-Livros Técnicos e Científicos, 2002. 462 p.

2. HARRIS, D. C. Análise Química Quantitativa. 5 ed. Rio de Janeiro: LTC-Livros  Técnicos e Científicos, 2001. 862 p. 

3. KOTZ,  J. C., TREICHEL, Jr. P. Química e Reações Químicas, 4 ed. Rio de Janeiro: LTC-Livros Técnicos e Científicos, 2002.

Page 5: APOSTILA DE ANALÍTICA

4.  VAITSMAN, D. S. ,  BITTENCOURT, O. A. Ensaios Químicos Qualitativos. Rio de Janeiro: Interciência Ltda. , 1995.   

5. KING, E. J., Análise Qualitativa, Reações, Separações e Experiências. Rio de Janeiro:  Interamericana, 1981.

6. OHLWEILER, O. A., Química Analítica Quantitativa. 3 ed. Rio de Janeiro: LTC – Livros Técnicos e Científicos S. A.,  1981, v. I.

7.   VOGEL,  A., Química Analítica Qualitativa. 5. ed. São Paulo:  Mestre Jou,  1981.

8.   ALEXÉEV, V.,  Análise Qualitativa. Porto: Lopes da Silva, 1982.

9.  BACCAN, N. et al., Introdução à Semimicroanálise Qualitativa. 4. ed.  Campinas. Unicamp, 1991.    

 

PRÁTICAS

 1. Instruções gerais sobre o trabalho em laboratório 2. Amostragem 3. Balança Analítica   -   Recomendações e uso 4. Balança Analítica 5. Soluções 6. Soluções 7. Soluções 8. Soluções 9. Preparação de soluções 10. Preparação de soluções 11. Introdução à Análise por via sêca / Estudo da chama 12. Ensaios em Tubos 13. Ensaios na Chama 14. Ensaios na Pérola 15. Análise de Toque 16. Introdução à Análise por via úmida 17. Pesquisa de cátions do grupo I 18. Separação de cátions do grupo I 19. Pesquisa de cátions do grupo II 20. Pesquisa de cátions do grupo III 21. Pesquisa de cátions do grupo IV 22. Pesquisa de cátions do grupo V 23. Introdução à Pesquisa de ânions 24. Pesquisa de ânions do grupo I

Page 6: APOSTILA DE ANALÍTICA

25. Pesquisa de ânions do grupo II 26. Pesquisa de ânions do grupo III

 

 

TEÓRICAS 

1. Introdução à Química Analítica 2. Soluções Aquosas de Substâncias Inorgânicas 3. Eletrólitos / Não eletrólitos / Eletrólise / Teoria da Dissociação Eletrolítica

/ Grau de Dissociação 4. Atividade / Coeficiente de Atividade / Lei Limite de Debye – Hückel /

Equação Estendida de Debye - Hückel 5. Equilíbrio Químico / Lei de Ação das Massas / Princípio de Le Chatelier /

Cálculo da Constante de Equilíbrio 6. Equilíbrio Químico 7. PROVA 8. Equilíbrio Ácido - Base 9. Equilíbrio iônico da água / pH / Tampão 10. Hidrólise / Exercícios 11. PROVA 12. Equilíbrios de Precipitação 13. Equilíbrios de Precipitação / Equilíbrios de Complexação 14. Equilíbrios de Complexação 15. Equilíbrios de Oxi-redução 16. PROVA 17. REPOSIÇÃO

 

 

QUÍMICA ANALÍTICA I - MANUAL DE LABORATÓRIO

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

Page 7: APOSTILA DE ANALÍTICA

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 demasiada. 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 um determinado experimento, se sentirá mais firme, hábil e com maior determinação ao procurar o entendimento de qualquer um outro subseqüente.

       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, esclareça-os com o professor ou explore a literatura.       

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. O laboratório é um lugar de trabalho sério. EVITE QUALQUER TIPO DE BRINCADEIRAS pois a presença de substâncias inflamáveis e explosivas e material de vidro delicado e, muitas vezes, de preço bastante elevado, exigem, como se não bastassem as normas de boa educação, uma perfeita disciplina no laboratório.

2. É   INDISPENSÁVEL   O   USO   DE   AVENTAL. 3. O trabalho no laboratório é feito em duplas. Antes de iniciar e após o

término dos experimentos MANTENHA SEMPRE LIMPA A APARELHAGEM E A BANCADA DE TRABALHO.

4. 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.

Page 8: APOSTILA DE ANALÍTICA

5. As lavagens dos materiais de vidro são realizadas inicialmente com água corrente e posteriormente com pequenos volumes de água destilada. Em alguns casos, torna-se necessário o emprego de sabão ou detergente, ácido muriático (ácido clorídrico  comercial), solução sulfocrômica ou potassa alcoólica.

6. Em semi-micro 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 de cada um dos reagentes adicionados, deve ser aproximadamente de 10 gotas (0,50 mL).

7. Deve-se evitar o desperdício de soluções, reagentes sólidos, gás e água destilada.

8. Deve-se tomar o máximo cuidado para não impurificar os reagentes sólidos e as soluções. 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.

9. Não usar um mesmo material (por exemplo: pipetas, espátulas) para duas ou mais substâncias, evitando assim a contaminação dos reagentes.

10. 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.

11. Dar tempo suficiente para que um vidro quente esfrie. 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.

12. Cuidado ao trabalhar com substâncias inflamáveis. Mantenha-as longe do fogo.

13. Todas as operações nas quais ocorre desprendimento de gases tóxicos devem ser executadas na capela (como por exemplo: evaporações de soluções ácidas, amoniacais, etc.).

14. Ao observar o cheiro de uma substância não se deve colocar o rosto diretamente sobre o frasco que a contém, pois alguns reagentes são altamente tóxicos e venenosos. Abanando com a mão por cima do frasco aberto, desloque na sua direção uma pequena quantidade do vapor para cheirar.

15. Na preparação ou diluição de uma solução use   ÁGUA  DESTILADA. 16. Verificar cuidadosamente o rótulo do frasco que contém 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.

17.Ao destampar um frasco ou outro recipiente qualquer manter a sua rolha, sempre  que  possível,  entre  os  dedos  da mão  que segura  o próprio frasco. Caso não seja

possível esta operação, coloque a rolha sobre o balcão sem, contudo, deixar tocar  no mesmo a parte que penetra no gargalo do frasco.

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18. Ao transferir o líquido de um frasco para outro procurar segurar o mesmo com a mão direita deixando o rótulo voltado para a palma da mão. Evita-se, assim, que o líquido que por acaso escorra estrague o rótulo.

19. Ao retornar o frasco para o seu devido lugar, se o fundo do mesmo estiver molhado com o líquido que o mesmo contém, enxugá-lo com um pano próprio, evitando assim as manchas que comumente aparecem nos balcões.

  

20. Não misturar substâncias desnecessariamente. É comum o aluno curioso misturar vários reagentes para “ver o que acontece”. Isto deve ser evitado pois poderão ocorrer reações violentas, com desprendimento de calor, projeções de substâncias no rosto etc.

21. Não deixar frascos de reagentes abertos, pois assim poderá haver perdas do reagente por derrame ou volatilização. Além disso, pode ocorrer contaminação devido ao contato com o ar, como também serem exalados vapores de cheiro desagradável ou venenosos.

22. Cuidado ao trabalhar com ácido sulfúrico 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.

23. Ácidos e bases concentrados atacam a pele e roupa. Por essa razão, devem ser utilizados com o máximo de cuidado, principalmente na neutralização de um com o outro, pois a reação é violenta.

24. Não jogar substâncias corrosivas nas pias. Precipitados, papéis de filtro, tiras de papel indicador, fósforos, etc. , devem ser depositados em recipientes próprios.

25. INFORME AO PROFESSOR  DE QUALQUER ACIDENTE QUE OCORRA, MESMO QUE SEJA UM DANO DE PEQUENA IMPORTÂNCIA.

26. 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 como também das reações envolvidas nos processos.   

Page 10: APOSTILA DE ANALÍTICA

1. VOGEL, Análise Química Quantitativa. 6. Ed. Rio de Janeiro: LTC-Livros Técnicos e Científicos, 2002. 462 p.

2.  HARRIS, D. C. Análise Química Quantitativa. 5. Ed. Rio de Janeiro: LTC-Livros  Técnicos e Científicos, 2001. 862 p. 

3.  VAITSMAN, D. S. ,  BITTENCOURT, O. A. Ensaios Químicos Qualitativos. Rio de Janeiro: Interciência Ltda. , 1995.   

4. AYRES, G. H. Analisis Quimico Cuantitativo.  Madrid:  Castillo S. A., 1978.

5. KING, E. J., Análise Qualitativa, Reações, Separações e Experiências. Rio de Janeiro:  Interamericana, 1981.

6. OHLWEILER, O. A., Química Analítica Quantitativa. 3. ed. Rio de Janeiro: LTC – Livros Técnicos e Científicos S. A.,  1981, v. I.

7.   VOGEL,  A., Química Analítica Qualitativa. 5. ed. São Paulo:  Mestre Jou,  1981.

8.   ALEXÉEV, V.,  Análise Qualitativa. Porto: Lopes da Silva, 1982.

9. KRESHKOV,  A.. , YAROSLAVTSEV, A., Curso de Química Analítica -  Análisis Cualitativo: Mir Moscú, 11985.

10. BACCAN, N. et al., Introdução à Semimicroanálise Qualitativa. 4. ed.  Campinas. Unicamp, 1991.   

AULA PRÁTICA No 02       

 AMOSTRAGEM

1. INTRODUÇÃO

 

       A importância da Análise Química nos dias atuais é incontestável. Praticamente tudo o que comemos ou usamos foi submetido a pelo menos um tipo de análise durante sua produção.

       A escolha da amostra que vai ser analisada é uma etapa muito importante e que influencia o resultado a ser obtido. Em muitos casos a escolha da amostra que vai ser submetida a análise química é uma tarefa complicada, envolvendo diversas etapas.

Page 11: APOSTILA DE ANALÍTICA

       Um exemplo muito claro desse tipo de problema é o caso de uma carga de minério de prata, composta por vários vagões de trem carregados com o minério. O comprador e o vendedor precisam acertar o preço da carga e esse preço vai depender do teor de prata no minério. O químico vai determinar esse teor de prata no minério através de análise química. Cada análise será feita com amostra de no máximo 1 g. Essa pequena amostra entretanto, deve ser representativa de toda a carga de minério. A carga de minério por sua vez é constituída por fragmentos de diversos tamanhos e com composições diferentes. Toda essa diferença deve estar representada na pequena amostra que vai para o laboratório. 

       Amostragem - é o conjunto de operações que permite chegar a uma pequena porção representativa da composição média do todo, a partir de uma grande quantidade de material. 

       Órgãos Oficiais Internacionais que pesquisam materiais de interesse econômico (ex.: carvão, petróleo, minério, etc.) estabelecem normas que devem ser seguidas na amostragem desses materiais. 

       A amostragem de grandes lotes de materiais envolve três etapas: 

Coleta da amostra bruta; Preparação da amostra de laboratório (Redução da amostra bruta); Preparação da amostra para análise

  

2.   COLETA DA AMOSTRA BRUTA 

       A amostra bruta é a primeira amostra tomada do lote total. Essa amostra bruta deve representar o lote com respeito a composição e a distribuição de tamanhos. A amostra bruta é obtida juntando-se um determinado número de porções do lote, coletadas sistematicamente. O número de porções requeridas é determinado pela precisão da amostragem e pelo nível de homogeneidade do lote.

       Estudos teóricos feitos sobre materiais específicos fornecem equações para calcular o número de partículas que uma amostra deve possuir e também para calcular o peso ideal da amostra.

       A amostragem de sistemas homogêneos, como por exemplo: gases devidamente misturados, líquidos miscíveis e soluções é simples. Basta tomar uma porção de volume adequado para analisar. Com sistemas heterogêneos, entretanto, a amostragem é uma operação mais complexa.  

     2.1. Materiais Gasosos 

Page 12: APOSTILA DE ANALÍTICA

       Se o gás está contido em um recipiente, deixa-se o gás  homogeneizar-se por difusão e coleta-se uma porção do mesmo.

       Se a mistura gasosa é heterogênea e está fluindo através de uma tubulação, pode-se recolher uma amostra continuamente durante um longo tempo, ou então, coleta-se um determinado número de porções a intervalos de tempo especificados.

       O material utilizado para fazer a coleta de gases pode ser de vidro, metal ou porcelana. Deve-se levar em consideração a natureza e a temperatura do gás na escolha do material.  

     2.2. Materiais Líquidos 

       Se o líquido é homogêneo a amostragem é feita tomando-se simplesmente uma pequena quantidade. Um recipiente adequado para amostragem de líquidos é  

mergulhado no líquido até o fundo e depois elevado à superfície na mesma velocidade. Outra forma de amostragem é recolher porções iguais de cima, do meio e do fundo do líquido.

       A amostragem de líquidos heterogêneos, como por exemplo, líquidos imiscíveis ou que contenham material em suspensão pode ser feita da mesma forma, só que antes é preciso misturar bem a solução.

       Quando o líquido está em movimento e é caracterizado por variações na composição com o tempo, a amostragem pode ser feita continuamente ou por coletas de pequenas porções  a intervalos pré estabelecidos.  

     2.3. Materiais Sólidos 

a. Sólidos na forma de fragmentos grosseiros - o melhor exemplo é o de uma carga de minério, que é formada por partículas de tamanhos variados e composição diversa. A amostragem pode ser feita durante a descarga do material. Um determinado número de pazadas ou cargas de carrinho de mão     são retiradas e reunidas. Se o material se encontrar armazenado em um depósito, esse depósito é

dividido em seções e retira-se de cada seção um determinado número de   incrementos no alto e em baixo. 

b)  Materiais Sólidos Granulados - Quando o material estiver sob a forma de pó, pequenos grãos ou cristais e estiver armazenado em depósito, a tomada da amostra bruta é feita da forma descrita acima. A tabela abaixo informa o número ideal de tomadas de acordo com a capacidade

Page 13: APOSTILA DE ANALÍTICA

do depósito.  

     Depósito com    N o mínimo de incrementos

               < 1 t      4

             1 - 2 t      6

             2 - 5 t      10

           5 - 10 t      15

         10 - 25 t      25

         25 - 50 t      40

       50 - 100 t      60  

Quando o material estiver embalado em caixões, sacos ou tonéis, os incrementos são tomados com uma sonda para sólidos, ao acaso, de alto a baixo ou de lado a lado, de acordo com a seguinte orientação: 

     N o de unidades   Proporção a amostrar  Não menos que

          2 - 20      20     2

        21 - 60      10     4

        61 - 200        7     6

      201 - 500        5     15

      501 - 1000        4     25

         1000                                  3     40 

c)  Metais e Ligas - O material pode estar sob a forma de lingotes, chapas, tubos, varões, etc. São tomadas pelo menos 3 peças para a coleta da amostra bruta de lotes menores que 30 toneladas. Para lotes maiores, tomam-se 3 peças por cada 10 toneladas. As peças são escolhidas ao acaso e de cada uma das peças selecionadas tira-se um incremento com o auxílio de uma broca.  

3.   REDUÇÃO DA AMOSTRA BRUTA À AMOSTRA DE LABORATÓRIO 

Page 14: APOSTILA DE ANALÍTICA

       A amostra bruta pode ainda ser muito grande e ser constituída por fragmentos de tamanho inadequado para o trabalho no laboratório. No caso de minérios, a amostra bruta chega a pesar centenas de quilogramas. Antes de ser levada ao laboratório, a amostra bruta deve passar por uma série de operações visando reduzir o seu volume e o tamanho de suas partículas. As operações são: 

      a. diminuição do tamanho dos fragmentos; b. mistura e divisão da amostra.

 

     3.1. Diminuição do Tamanho dos Fragmentos 

       A diminuição dos fragmentos pode ser feita de forma manual ou com o auxílio de aparelhos. Na maneira mais simples de efetuar essa operação. o material a ser reduzido

é espalhado sobre uma placa de ferro fundido e é esmagado por golpes de um malho de ferro munido de um cabo de madeira (Fig. 1). 

       Os aparelhos indicados para proceder a redução do tamanho dos fragmentos são a britadeira de mandíbulas (Fig. 2) e o pulverizador de discos (Fig. 3).

       A britadeira de mandíbulas possui duas peças maciças de aço, uma fixa e a outra manipulada por um volante. A distância entre as peças é ajustável. Quando o material é formado por pedaços grandes, a operação é iniciada com a britadeira de mandíbulas. Uma redução maior nas partículas é obtida com o pulverizador de discos.

       O pulverizador de discos possui dois discos na posição vertical, um côncavo e fixo e o outro convexo e giratório. o espaço entre os dois discos diminui do centro para a periferia e pode ser regulado. A amostra é levada para o centro e é empurrada para fora devido ao movimento da peça giratória.  

     3.2. Mistura e Divisão 

       O processo empregado para diminuir o tamanho da amostra bruta depende do peso dessa amostra: 

a. Amostras com mais de 250 Kg.

 

Page 15: APOSTILA DE ANALÍTICA

Utiliza-se o processo do monte alongado e da pazada alternada. O material pulverizado e misturado é amontoado com uma pá na forma de um cone (Fig. 4 A e B). Retira-se então uma pazada do cume do cone e espalha-se o material numa área com 3 m de comprimento e tendo a largura da pá, para formar um monte alongado (Fig. 4C). Cada pazada seguinte é espalhada a partir de extremidades opostas do monte alongado e por toda sua extensão. Depois disso, vão sendo tiradas pazadas do material ao redor do monte alongado (Fig. 4D). As pazadas pares são amontoadas num monte e as pazadas ímpares em outro monte. O monte das pazadas ímpares é conservado e o monte das pazadas pares é desprezado (Fig. 4E). Essa operação é repetida até reduzir a quantidade de material a menos de 250 Kg.  

b)      Amostras com 50 - 250 Kg. 

       Utiliza-se o processo do cone e divisão em quatro O material pulverizado e misturado é amontoado com uma pá na forma de um cone (Fig. 5 A e B). O vértice do   

cone é achatado com a pá (Fig. 5C) e o monte é dividido em quatro partes iguais (Fig. 5 D). Duas partes opostas são conservadas e as outras duas são desprezadas.  

c)        Amostras com menos que 50 Kg 

       O material pulverizado é misturado sobre uma lona levantando-se alternadamente uma das pontas da lona e deixando-se a amostra se deslocar até a extremidade oposta (Fig. 6 A e B). Depois o material é dividido em quatro partes. Duas partes opostas são mantidas e as outras duas são descartadas.

       A Fig. 7 apresenta um amostrador. É um aparelho utilizado para diminuir o tamanho da amostra. Uma pazada do material introduzida no amostrador atravessa as calhas do aparelho e  é separada em duas partes. Uma parte é mantida e a outra é desprezada. 

       O tamanho dos fragmentos em cada etapa de separação da amostra deve seguir a seguinte orientação: 

     Peso da amostra (Kg)  Tamanho do Fragmento (mm)

     500     22,6  ( 1 malha)

     250     16,0  ( 1,5 malha)

     125     11,4  ( 2 malhas)

Page 16: APOSTILA DE ANALÍTICA

     60         4,0  ( 5 malhas)

     30       2,0  ( 10 malhas )

     15        0,85 (20 malhas) 

       As operações envolvidas na redução do tamanho de uma amostra bruta de minério de 500 kg, até chegar no tamanho da amostra de laboratório, são detalhadas a seguir: 

a. Triturar a amostra para reduzir os fragmentos a no máximo 22,6 mm (1 malha). Misturar intimamente e aplicar o método do monte alongado e da pazada alternada. Repetir esta operação  com a porção reservada até obter uma amostra com aproximadamente 250 kg.

       

b. Triturar o material para reduzir os fragmentos a no máximo 16,0 mm (1,5 malha) e repetir o método do monte alongado e da pazada alternada. A porção reservada é triturada a fim de reduzir os fragmentos a no máximo 11,4 mm (2 malhas) e repete-se o método do monte alongado.

 c. A porção reservada pesa cerca de 60 kg. Tritura-se esse material a fim

de que passe por uma peneira de 4 mm (5 malhas) e aplica-se o método do cone e divisão em quatro.

 d. As duas porções reservadas são trituradas a fim de que passem por

uma peneira de 2 mm (10 malhas) e repete-se o processo do cone e divisão em quatro.

 e. As duas porções reservadas pesam aproximadamente 15 kg. Os

fragmentos são triturados a no máximo 0,85 mm (20 malhas), misturados sobre uma lona, elevando-se os lados opostos desta cerca de 100 vezes.

  

4.   TRATAMENTO DA AMOSTRA DE LABORATÓRIO 

       Quando a amostra chega ao laboratório, passa ainda por outros tratamentos a fim de reduzir ainda mais o tamanho das partículas, visando obter maior facilidade na dissolução da amostra.

Page 17: APOSTILA DE ANALÍTICA

       Quando o material é muito duro ele é triturado no Gral de Plattner (Fig. 8). O gral de Plattner é constituído por uma base, um cilindro e um pistilo, tudo em aço. O material a ser triturado é introduzido pelo cilindro e o pistilo é batido com martelo.

       Quando o material não é muito duro pode-se utilizar o moinho de esferas (Fig. 9).

       O moinho de esferas é constituído por um recipiente de porcelana com um volume de cerca de dois litros, tendo um terço de seu volume preenchido com esferas de porcelana ( 20 - 50 mm de diâmetro). O mesmo volume de amostra é introduzido no moinho e o recipiente é girado. O atrito entre as esferas e com as paredes do recipiente proporciona a trituração do material.

       A trituração também pode ser feita manualmente utilizando-se um gral de ágata ou de porcelana (Fig. 10). A ágata é utilizada na moagem de materiais mais duros. A operação deve ser feita com movimentos circulares do pistilo sobre o material contido no gral e imprimindo-se certa pressão. Depois de triturado o material deve ser misturado intimamente. Isso é feito rolando-se a amostra sobre uma folha de papel liso. Cada  

extremidade do papel é levantada e a amostra é levada até a extremidade oposta. isso é feito diversas vezes para garantir a homogeneidade da amostra. A amostra está finalmente pronta para a análise, Deve então ser armazenada em um recipiente adequado.     

 

AULA PRÁTICA No 03            

A BALANÇA ANALÍTICA

 1. INTRODUÇÃO

  

       A balança analítica é um instrumento de importância fundamental em um laboratório analítico.

       Muitas determinações quantitativas são feitas em uma amostra com peso conhecido. Para se pesar essa amostra utiliza-se uma balança analítica. Em certas determinações quantitativas, torna-se necessária a preparação de uma

Page 18: APOSTILA DE ANALÍTICA

solução de concentração exatamente conhecida. A pesagem do soluto deve ser feita em uma balança analítica. Em certo tipo de método analítico, a substância pesquisada é precipitada. Depois de filtrado, lavado e sêco (ou calcinado), o precipitado deve ser pesado em uma balança analítica. O peso obtido é utilizado para calcular o resultado da análise.

       Esses três exemplos são ilustrativos da importância da balança analítica em um laboratório.

       A balança analítica é um instrumento para medidas de massa de até 200 g com sensibilidade de 0,1 mg (0,0001 g). 

2. MASSA E PESO

       Geralmente as palavras massa e peso são utilizadas como sinônimas mas na realidade têm significados diferentes.

       Massa - é a quantidade de matéria que o corpo contém.

       Peso - é o efeito da força da gravidade da terra sobre a massa do corpo.   

       A massa é uma propriedade do corpo e independe de sua posição na terra. O peso  não  é uma propriedade só do corpo, depende de sua localização geográfica já que

força da gravidade varia com a latitude e a altitude. Assim, o peso do corpo não é constante como a massa.

       A relação entre o peso e a massa do corpo é:

       F = M x g   

onde:   F = força da gravidade com que o corpo é atraído para a terra ou peso do corpo;

       M = massa do corpo; 

       g = aceleração da gravidade. 

       O peso é expresso em unidade de força, que no Sistema Internacional (SI) é o Newton (N). A unidade de massa no SI é o Kg mas a química analítica utiliza mais o grama (g).

       A pesagem de um corpo consiste na utilização de uma balança para comparar o objeto cuja massa deve ser determinada com pesos de referência cujas massas são conhecidas. Tanto o objeto quanto os pesos de referência

Page 19: APOSTILA DE ANALÍTICA

estão sujeitos a ação da mesma gravidade, logo, quando as massas são iguais os pesos também são.

       Vamos considerar dois corpos com massas M1 e M2  respectivamente, sob atração da mesma gravidade. As forças sobre os corpos serão:

                 F1  = M1  x g;  F2  = M2  x g

       Como g é a mesma para ambos os corpos podemos concluir:   F1 /F2   =   M1 /M2

       Quando as massas são iguais os pesos também são, por esse motivo, não se faz geralmente distinção entre esses dois termos. 

3. TIPOS DE BALANÇAS

Até a década de 50 a balança analítica mais comum era a balança de braços iguais (esse tipo de balança foi usada por Lavoisier) mas os instrumentos mais novos já traziam dispositivos mecânicos a fim de tornar a pesagem mais rápida. Nessa época foi introduzida a balança mecânica de um prato  que logo ganhou a preferência dos pesquisadores. Na década de 70 surgiram as balanças eletrônicas. 

3.1. BALANÇA DE BRAÇOS IGUAIS  

     3.1.1. Descrição da Balança

       A Fig. 1 apresenta as diversas partes de uma balança de braços iguais.

       A - Travessão - Trata-se de uma barra rígida de um metal leve;

       B, B1 e B2 - Cutelos de ágata em forma de prisma;

       C, F1 e F2 - Placas de ágata;

       E1 e E2 - Estribos

       G1 e G2 - Pratos;

       H - Fiel;

       I - Escala;

Q - Massa móvel do fiel. Serve para ajustar o centro  de gravidade das partes   móveis;

       J - Barra de suspensão;

Page 20: APOSTILA DE ANALÍTICA

       K - botão que aciona a barra de suspensão;

       M1 e M2 - Suporte dos pratos;

       L - Botão que aciona o mecanismo de suspensão dos pratos. 

     3.1.2 - Técnica de Pesagem

       A balança de braços iguais é uma alavanca de primeira classe ( ponto de apoio entre o ponto de aplicação das forças ) tendo os dois braços comprimentos iguais e que em suas extremidades estão pendurados os pratos. Ver Fig. 2.

       Dessa forma:   l1  = l2    e M1  = M2 .

A balança de braços iguais opera de acordo com o método da comparação direta. O objeto a ser pesado é colocado no prato esquerdo da balança. O travessão oscila no sentido anti-horário devido a força adicional Mx l1 , onde Mx é a massa do objeto. Pesos de referência, com massas conhecidas, são colocados no prato direito da balança até o equilíbrio ser de novo alcançado. Então: Mx  l1  = Ms  l2 . Ms  é a massa dos pesos de referência. Como l1  = l 2 ; Mx

= Ms .    

3.2. BALANÇA DE UM PRATO 

       Na balança analítica de um prato (Fig. 3) o travessão é apoiado pelo cutelo num ponto mais próximo da extremidade esquerda e não no centro. Dessa forma, l1 ≠ l2 . O prato da balança está suspenso na extremidade esquerda do travessão. O prato faz parte de um sistema que contém também um conjunto de pesos de referência. A extremidade direita do travessão é constituída por um contrapeso que possui massa fixa e cuja finalidade é equilibrar o sistema.  

     3.2.1. Técnica de Pesagem

       A balança analítica de um prato opera de acordo com a técnica da substituição. Quando o objeto a ser pesado é colocado no prato da balança o travessão se move no sentido anti-horário. A remoção de pesos de referência com massa igual à do objeto faz com que o equilíbrio seja de novo alcançado. Os pesos de referência são manipulados através de botões situados fora da caixa da balança.

 3.3. COMPARAÇÃO ENTRE A BALANÇA DE UM PRATO E A BALANÇA DE BRAÇOS IGUAIS 

Page 21: APOSTILA DE ANALÍTICA

       A balança de Um Prato apresenta várias vantagens em comparação com a balança de braços Iguais. 

o A pesagem é mais simples.

 o Possui dois Cutelos enquanto que a balança de Braços Iguais

possui três. Logo, os efeitos do atrito são menores na balança de Um Prato.

 o A sensibilidade é Constante, ou seja, não depende da carga que

esteja sobre o prato.

 o É uma balança de carga constante onde a sobrecarga sobre os

cutelos e as placas de contato é maior, por isso os cutelos são de safira e não de ágata.

  

4. BALANÇA ELETRÔNICA   

 

       As balanças eletrônicas surgiram na década de 70 e sua utilização vem crescendo cada vez mais. Nesse tipo de balança o peso de um objeto é determinado por comparação com uma força eletromagnética variável que foi calibrada contra um peso padrão conhecido. A deflexão causada pelo objeto a ser pesado é sentida por um sensor de posição eletrônico, enquanto que uma força proporcional de polaridade oposta é aplicada através de um dispositivo de geração de força para devolver o sistema ao ponto zero. A corrente pode ser amplificada e apresentada como peso.  

4. SENSIBILIDADE DA BALANÇA    ANALÍTICA    

       A sensibilidade de uma balança exprime o número de divisões da escala em que o fiel é deslocado de sua posição de equilíbrio por uma sobrecarga de 1 mg.

 5. FATORES QUE CAUSAM ERRO NA PESAGEM

     a) Fixação de Umidade

       Todo material exposto ao ar adsorve umidade sobre sua superfície. A quantidade de umidade adsorvida depende dos seguintes fatores: natureza do

Page 22: APOSTILA DE ANALÍTICA

material, superfície exposta, tempo de exposição, umidade relativa do ar e temperatura.

       A umidade adsorvida é eliminada por aquecimento em estufa a 110 ºC durante 1 - 2 horas. A umidade adsorvida durante a pesagem dos recipientes de vidro ou porcelana é desprezível. No caso de substâncias, a umidade adquirida durante a operação de pesagem só será significativa quando a substância for bastante higroscópica. Com a maioria das substâncias, entretanto, a umidade adsorvida durante a pesagem é desprezível se a operação é feita rapidamente. 

b. Eletrificação dos Recipientes

       Recipientes de vidro, porcelana ou outro material isolante adquirem carga de eletricidade estática quando são esfregados com um pano. Quando um recipiente com carga estática é colocado no prato da balança vai ocorrer repulsão ou atração do mesmo,  

dependendo do tipo de carga presente, o que causará erro na pesagem. Esse efeito só é importante em ambientes onde a umidade relativa é baixa (< 45 %). 

c. Diferenças de Temperatura

       O objeto a ser pesado deve estar na mesma temperatura da balança. Se a temperatura do objeto é maior, o ar do interior da balança torna-se aquecido e cria correntes de convecção que tendem a elevar o objeto fazendo assim com que o peso do objeto dê menor do que o real.

       Por outro lado, o aquecimento do prato e outras partes da balança causa dilatação dos materiais, o que também ocasionará erro na pesagem.

 6. REGRAS PARA UTILIZAÇÃO DA BALANÇA    ANALÍTICA   

       A balança analítica é um instrumento de alta sensibilidade e por isso deve ser manuseada com muito cuidado, evitando-se movimentos bruscos e mantida sempre limpa. 

a. A balança analítica deve ser instalada em um ambiente fora do laboratório para evitar a ação de gases e vapores corrosivos sobre a mesma. O ideal é que seja instalada numa sala climatizada. A balança deve ficar apoiada sobre uma superfície plana e firme que permita o seu nivelamento e a proteção de vibrações;

b. Antes de se efetuar a operação de pesagem é necessário zerar a balança;

c. Os objetos a pesar devem estar na mesma temperatura da balança; d. A balança deve estar sempre limpa. A limpeza do prato e da caixa da

balança é feita com um pincel de pêlo de camelo.

Page 23: APOSTILA DE ANALÍTICA

e. Materiais sólidos sob a forma de pós ou pequenos cristais  não devem ser pesados diretamente sobre o prato da balança. Para essa operação utiliza-se um vidro de relógio, béquer pequeno, pesa filtro ou até mesmo um pedaço de papel impermeável.

          

AULA PRÁTICA No 04

 Preparar as seguintes soluções:

1. 250 ml de solução de NH4OH 1:1; 2. 250 ml de solução de H2SO4 1 N a partir do reagente concentrado; 3. 500 ml de solução de NaCl 5 %; 4. 100 ml de etanol (1:3); 5. 250 ml de solução de HNO3 2 M a partir do reagente concentrado; 6. 500 ml de solução de NaOH 4 %; 7. 250 ml de solução de NaOH 2 M; 8. 250 ml de solução de H2SO4  3 M; 9. 250 ml de solução de K2Cr2O7 0,10 M; 10. 250 ml de solução de HCl 0,5 N a partir do reagente concentrado 11. 500 ml de solução de KMnO4 0,02 N; 12. 100 ml de solução de CuSO4.5H2O 0,025 F. 13. 250 ml de solução de HNO3 6N a partir do reagente concentrado; 14. 250 ml de solução de H2SO4 (1:8); 15. 250 ml de solução de K2Cr2O7 0,05 N (redução até Cr3+); 16. 100 ml de solução de Na2CO3 0,025 F 17. 50 ml de K2CrO4 5 %; 18. 250 ml de HCl 6 M a partir do reagente concentrado; 19. 250 mL de CH3COOH 1:1 20. 100 mL de KI 0,1 M

 

 

MÉTODOS DE ANÁLISE QUALITATIVA

Page 24: APOSTILA DE ANALÍTICA

1.     Introdução  

       O objetivo da análise qualitativa é identificar os componentes de uma amostra. Essa identificação é feita através de uma reação química em que a substância sob análise é transformada em um novo composto com propriedades características.

       A análise qualitativa pode ser feita de dois modos clássicos:

1. Análise por via sêca – as reações químicas ocorrem sem dissolver a amostra e com a participação do calor.

2. Análise por via úmida – as reações químicas ocorrem entre íons em solução, isto é, em solução aquosa (pesquisa de cátions e ânions).

       Também para identificação, são utilizados outros métodos, como por exemplo: cromatografia, espectroscopia, polarografia etc.

 2.     Análise por Via Sêca  

       A análise por via sêca compreende os seguintes ensaios:

1. Ensaios em tubos 2. Ensaios na chama 3. Ensaios na pérola 4. Ensaios sobre carvão 5. Ensaios sobre gesso

 

       Os ensaios por via sêca devem ser efetuados antes da análise por via úmida (pesquisa de cátions e ânions), porque dão uma orientação bastante segura sobre a natureza da amostra e o caminho a seguir na referida pesquisa, já que nem sempre são suficientes para uma identificação completa da amostra.  

       Para realizar esses ensaios é necessário a chama de um bico de gás e por isso é importante conhecê-la com maiores detalhes.

 2.1.   Estudo da chama

       A temperatura máxima da chama e suas subdivisões (Zonas), depende do tipo do combustor e da natureza do gás utilizado.

Page 25: APOSTILA DE ANALÍTICA

       Os combustores mais utilizados são: Bunsen, Tirril e Meker. Nestes combustores, a chama difere quanto à temperatura máxima produzida e quanto à distribuição do calor na chama.

       Nos limitaremos ao estudo da chama de um Bico de Bunsen, pois é a que normalmente utilizamos no laboratório.

 2.1.1.   O Bico de Bunsen

       É a fonte de calor mais utilizada no laboratório. Trata-se de um aparelho para queimar gases combustíveis, gerando assim calor.

       O queimador consiste em um tubo de aço de 12,7 cm de altura por 0,95 cm de diâmetro interno que fica enroscado na base. O gás é introduzido no queimador próximo à base. Nessa altura encontram-se também dois orifícios através dos quais o ar penetra. Esses orifícios são bloqueados parcialmente ou totalmente com um colarinho concêntrico ao queimador.

       Quando o regulador de entrada do ar é colocado numa posição que não deixa o ar entrar no queimador, a combustão do gás é incompleta e a chama formada é muito luminosa e de cor amarela e quando o regulador de entrada do ar permite a passagem de um pouco de ar a chama será menos luminosa e mais quente. Quando o ar  é  alimentado corretamente obtém-se uma chama não luminosa e de cor azul, com poder de aquecimento elevado.

       Os ensaios na chama devem ser feitos com uma chama quase incolor a azul, que permaneça na boca do queimador e deve-se distinguir a formação de dois cones na chama.  

A reação que ocorre na chama é: 

                         butano 

       Quando se usa oxigênio puro como gás oxidante, a temperatura da zona mais quente da chama pode alcançar 20000 C. Quando se emprega ar como oxidante, a combustão do butano é incompleta e a temperatura alcançada é de 8000 C.

       A luminosidade da chama se deve à presença de uma pequena quantidade de hidrocarbonetos insaturados (ex.: etileno, propileno, acetileno). O etileno se aquece na chama, se decompõe em metano e carbono, de acordo com a seguinte reação:                  

                                    

Page 26: APOSTILA DE ANALÍTICA

       O carbono é incandescente e empresta seu brilho à chama. Quando se fornece mais ar ao queimador, o carbono se queima e a chama perde a luminosidade pois os demais componentes do gás ardem numa chama não luminosa. 

Segundo Vogel, a chama não luminosa do Bico de Bunsen se compõe de três partes (ver figura): 

I. Um cone interno azul (ADB) – essa zona situa-se próxima da boca do queimador.

II. Uma ponta luminosa (D) que só é visível quando as aberturas para o ar estão um   pouco fechadas.

III. Um manto externo (ACBD) onde se produz a combustão completa do gás

 

       As principais zonas de uma chama do Bico de Bunsen diferem entre si quanto a distribuição do calor e são as seguintes: 

a. Base da chama ou Zona de temperatura mais baixa – isso ocorre porque o gás que está sendo queimado é resfriado pelo gás que está subindo pelo corpo do queimador. Essa zona é utilizada na pesquisa de compostos muito voláteis e que

são reconhecidos pelas cores características que emprestam à chama (ensaios na   chama).

   

b. Zona de Fusão – é a parte mais quente da chama. Localiza-se a cerca de um terço da altura da chama, entre o cone interno e o cone externo, exatamente na parte mais larga da chama. Nessa zona a temperatura alcança 1200 – 15000 C e é muito utilizada para os ensaios de fusão de substâncias pouco voláteis e ensaios na pérola.

 c. Zona Oxidante Inferior – situa-se na altura da zona de fusão, na

periferia do cone externo. É apropriada para oxidar compostos dissolvidos em fundentes vítreos tais como bórax ou carbonato de sódio.

 d. Zona Oxidante Superior – é o vértice superior do cone externo. Aí

ocorre a maior oxidação no queimador pois há um grande excesso de oxigênio. A chama não é muito quente. É utilizada nas

Page 27: APOSTILA DE ANALÍTICA

operações de oxidação que não necessitam de uma temperatura muito alta.

 e. Zona Redutora Superior – é o vértice do cone interno. É o maior

poder redutor que se pode obter da chama, porém só é luminosa e de alto poder redutor quando se diminui a entrada de ar. É utilizada na redução enérgica dos óxidos metálicos (ensaios sobre carvão).

 f. Zona Redutora Inferior – situa-se na mesma altura da zona oxidante

inferior. O poder redutor é menor que na zona redutora superior. É utilizada para reduzir óxidos dissolvidos em substâncias vítreas.

     

 

AULA PRÁTICA No 05

Assunto: Análise por Via Sêca - ENSAIOS EM TUBOS

 

     Nesta aula você vai se familiarizar com os principais fenômenos que podem ocorrer com uma substância sólida quando aquecida em um tubo fechado. É importante que esses fenômenos sejam observados atentamente  pois deles dependerá o sucesso da análise.

a) Sublimação

1. Colocar uma pequena porção de anidrido arsenioso, As2O3, em um tubo bem limpo e seco, com os cuidados recomendados pela técnica. Aquecer brandamente em uma chama de bico de gás;

2. Verificar cuidadosamente e anotar todos os fenômenos que se processaram;

3. Procurar uma explicação para tudo o que foi observado. 4. Repetir os itens 1, 2 e 3 com amostras de cloreto mercuroso, Hg2Cl2, e

cloreto mercúrico, HgCl2.

    Observação: Cuidado ! Estas substâncias são venenosas. 

b) Desidratação

Page 28: APOSTILA DE ANALÍTICA

1. Colocar em dois tubos separados uma pequena porção de sulfato de cobre pentahidratado, CuSO4.5H2O e sulfato de níquel heptahidratado, NiSO4.7H2O.

2. Verificar atentamente a cor de cada sal e anotar. 3. Aquecer cada tubo na chama do bico de Bunsen, observar e anotar o

que ocorre. 4.    Procure uma explicação para o ocorrido.

 

c) Decomposição

1. Colocar uma pequena porção de óxido mercúrico, HgO, no interior de um tubo;

2. Verificar a sua coloração e anotar; 3. Aquecer na zona de fusão de um Bico de Bunsen e observar o que

ocorre; 4. Anotar e procurar uma explicação para o ocorrido.

 

d) Oxidação-Redução

PARTE I:

1. Colocar uma pequena porção de iodeto de potássio, KI, e brometo de potássio em tubos separados. Adicionar um pouco de dióxido de manganês, MnO2, em pó e uma gota de ácido sulfúrico concentrado em cada tubo;

2. Aquecer brandamente ambos os tubos na chama de um bico de Bunsen e anotar os fenômenos observados;

3. Procurar uma explicação para o ocorrido.

   Observação: Realizar as experiências com ácido na capela. 

PARTE II:

1. Colocar em um tubo uma pequena porção de nitrato de chumbo, Pb(NO3)2, e aquecer na chama de um bico de Bunsen;

2. Verificar atentamente e anotar os fenômenos observados; 3. Procurar uma explicação para o ocorrido.

 

PARTE III: 

1. Colocar uma pequena porção de fostato biamoniacal, (NH4)2HPO4, em um tubo. Aquecer brandamente na chama de um bico de Bunsen.

Page 29: APOSTILA DE ANALÍTICA

2. Verificar o desprendimento de substância gasosa com odor característico; Procurar identificar a substância pelo odor;

3. Anotar e procurar uma explicação para o ocorrido; 4. Repetir os itens 1-3 acima empregando uma amostra de sulfeto de ferro

(II), FeS, com ácido clorídrico diluído e em seguida repetir  os mesmos itens com sulfito de cálcio, CaSO3, ou tiossulfato de sódio, Na2S2O3.

 

AULA PRÁTICA No 06

Assunto: Análise por Via Sêca - ENSAIOS NA CHAMA

      Nessa aula você vai se familiarizar com as cores que alguns elementos metálicos emprestam à chama. É aconselhável repetir várias vezes o ensaio com a mesma amostra para gravar bem as cores, principalmente as que são parecidas.

1. Verificar se a alça de platina está perfeitamente limpa. Em caso negativo, limpá-la imergindo-a em HCl concentrado e levando-a à chama até não haver mais formação de cor. Repetir essa operação tantas vezes quantas forem necessárias.

2. Em seguida, umedecer a alça de platina em HCl concentrado, isento de contaminação, tocar na amostra devidamente pulverizada e levar à base da chama. Caso não haja aparecimento de coloração na chama erguer a alça vagarosamente e procurar uma região mais quente da chama.

3. Verificar atentamente a cor, associando-a ao íon metálico presente na amostra, de acordo com a tabela abaixo:

4. Repetir a operação com a mesma amostra várias vezes até a cor da mesma ficar bem memorizada.

5. Repetir todos os itens anteriores utilizando amostras diferentes.

 

Presença de:

Cor

Potássio (K +)Violeta

Bário (Ba 2+) Verde claro

Cálcio (Ca 2+) Alaranjado

Sódio (Na +) Amarelo

Lítio (Li +) Vermelho carmim

  

Page 30: APOSTILA DE ANALÍTICA

AULA PRÁTICA No 07

Assunto: Análise por Via Sêca - ENSAIOS NA PÉROLA

 1.INTRODUÇÃO

       Nesse tipo de ensaio a alça de platina é aquecida na chama do Bico de Bunsen e mergulhada ainda quente em bórax, Na2B4O7.10H2O, pulverizado. Sob aquecimento o sal a princípio incha, devido a perda da água de cristalização, depois funde-se e quando esfria forma uma pérola incolor e transparente que é constituída por uma mistura de metaborato de sódio e anidrido bórico. 

Toca-se então a pérola na amostra pulverizada, de modo que um pouco da amostra fique aderida. A pérola com a amostra é de novo aquecida na chama oxidante onde há formação de boratos dos cátions combinados e forma-se uma pérola colorida. A cor da pérola é típica do cátion.

Tomando o cobre como exemplo, as reações que ocorrem são:

       (metaborato de cobre II)

      (ortoborato) 

Quando o cátion da amostra possui mais do que um estado de oxidação, a cor da pérola obtida na zona oxidante da chama pode ser diferente da cor obtida na zona redutora.

Nessa aula vamos observar as cores das pérolas obtidas na chama oxidante com sais dos metais presentes na tabela abaixo: 

Presença de

Cor da Pérola

CromoVerde esmeralda

Ferro Amarelo

Cobalto Azul

Manganês Violeta

 

AULA PRÁTICA No 08  

Assunto: ANÁLISE DE TOQUE

Page 31: APOSTILA DE ANALÍTICA

 1.  INTRODUÇÃO

       A análise de toque é um processo de análise em escala semi-micro, onde os reagentes e a própria amostra são empregados em gotas, por isso é também chamada de análise da gota.

       Trata-se de um método muito econômico pois emprega quantidades mínimas de reagentes e amostra; de fácil e rápida execução e não requer aparelhagem especializada. Pipetas, conta-gotas, micro tubos de ensaio e placas de toque são os materiais necessários.

       Fritz Feigl e colaboradores introduziram suportes porosos como o papel (semelhante ao papel de filtro) na análise de toque e pesquisou a utilização de novos reagentes específicos para os íons em análise.

       Uma das características das reações efetuadas nos suportes porosos é a formação de substâncias coloridas que surgem no papel sob a forma de manchas. Por isso, esse método de análise é também conhecido como “spot test”, ou seja, teste da mancha.

       Nesta aula a análise de toque vai ser utilizada na identificação de alguns metais.

       Inicialmente é feito o ataque químico do metal. A amostra sólida é tratada com ácido nítrico concentrado sob aquecimento. Com esse tratamento, a amostra é dissolvida e o metal passa para a fase solução sob a forma de íon metálico. Por exemplo:   

       A seguir, são acrescentados determinados reagentes à amostra em solução. Cada íon metálico possui um reagente próprio  e quando reagem formam um composto que pode ser identificado por sua cor. Por exemplo: O íon Ni2+ forma um composto vermelho com a    

dimetilglioxima em meio alcalino. É o aparecimento desse composto que indica a presença de níquel na amostra. 

2. PROCEDIMENTO

Identificação de Ni, Cu, Fe e Pb

 1. Com uma lima, retire alguma limalha do metal (amostra) e transfira-a

para uma pequena caçarola de porcelana.

Page 32: APOSTILA DE ANALÍTICA

2. Adicione cerca de 2 ml de HNO3 concentrado (na capela) e aqueça até total dissolução.

3. Continue o aquecimento até secura cuidando para que não haja um ressecamento muito intenso.

4. Espere que esfrie e acrescente água destilada suficiente para dissolver todo o resíduo e o bastante para efetuar as reações que se seguem.

5. Com uma micro-pipeta, coloque uma gota dessa solução em uma tira de papel de filtro.

6. Alcalinize com uma gota de amônia (1:1). 7. O aparecimento de uma coloração azul indica que o metal em análise é

o COBRE. Será visto em seguida uma confirmação para esse metal (itens 9 e 10).

8. Não aparecendo coloração azul adicione uma gota de dimetilglioxima. O aparecimento de uma coloração vermelha indica que o metal é o NÍQUEL.

9. Adicione outra gota da solução em exame em papel de filtro e acidifique adicionando uma gota de ácido acético diluído.

10. Adicione uma gota de ferrocianeto de potássio. O aparecimento de uma coloração azul indica que a amostra é FERRO. Caso apareça uma coloração castanho-avermelhada indica que a amostra é COBRE.

11. Coloque uma outra gota da solução em análise em papel de filtro e adicione a seguir uma gota de iodeto de potássio. O aparecimento de uma coloração amarela indica que a amostra é CHUMBO.

 

 

ANÁLISE POR VIA ÚMIDA

1. INTRODUÇÃO 

       Na análise por via úmida a amostra a ser analisada é inicialmente dissolvida. A seguir, a solução da amostra é submetida a ação de reagentes específicos, também em solução, para que ocorram reações que permitam a identificação de um íon ou grupo de íons presente na amostra.

       A análise por via úmida é de extrema importância no contexto da análise qualitativa e é geralmente precedida pela análise por via sêca.

       A identificação dos componentes da amostra por via úmida é feita de acordo com a Marcha Analítica Sistemática, que consiste na separação de grupos de cátions ou ânions seguida de isolamento de cada íon para que seja identificado.

       Esses métodos foram introduzidos em 1840 por Frezenius que lançou um livro com um esquema de separação sistemática que se tornou a base dos esquemas atuais de separação utilizados nos cursos de Química Analítica. Em

Page 33: APOSTILA DE ANALÍTICA

1878 Bunsen publicou um trabalho sobre a análise qualitativa de ânions. Entre 1910 e 1920 Benedetti Pichler e Feigl pesquisaram reações mais sensíveis e mais específicas.  

2.   DISSOLUÇÃO DA AMOSTRA 

       A forma como a amostra deve ser dissolvida depende da natureza da mesma e do método que será utilizado na identificação.

       Os seguintes requisitos devem ser considerados na escolha do método de dissolução da amostra. O método deve: ser eficiente, simples e rápido; não atacar o recipiente de reação; não introduzir o constituinte ou outra substância interferente; não introduzir quantidade excessiva de sais mesmo que inertes.

       Os solventes mais utilizados na dissolução de amostras são; água, ácidos inorgânicos ou mistura de ácidos. Os ácidos inorgânicos mais utilizados são:  

     a) Ácido Fluorídrico. O reagente adquirido comercialmente é aproximadamente 27 F (48 % de HF). É utilizado na decomposição de rochas e minerais à base de silicatos.  

     b) Ácido clorídrico. O reagente comercial é aproximadamente 12 F (37 % em HCl). O ácido clorídrico dissolve muitas substâncias inorgânicas que são insolúveis em água. Dissolve muitos metais, óxidos metálicos e carbonatos. Os cátions que se dissolvem com este ácido passam a cloretos, que são facilmente voláteis, o que favorece sua identificação na chama. Os cloretos de prata, chumbo e mercúrio I são os únicos insolúveis em água mas são solúveis em excesso de ácido clorídrico. 

     c) Ácido Sulfúrico. O reagente comercial é aproximadamente 18 F (96 % de H2SO4). O ácido sulfúrico a quente desidrata e oxida compostos orgânicos. Muitos metais e ligas são atacados pelo ácido  quente. O ácido sulfúrico não é muito utilizado como solvente porque muitos sulfatos formados são insolúveis ou parcialmente solúveis em água ou no próprio ácido. 

     d) Ácido Perclórico. O reagente comercial é 11,6 F (70 % de HClO4). O ácido perclórico concentrado a quente é um poderoso agente oxidante que ataca ligas de ferro e aços inoxidáveis que não são dissolvidos por outros ácidos inorgânicos. O ácido perclórico concentrado à temperatura ambiente ou suas soluções diluídas mesmo quentes não são perigosos. O reagente concentrado a quente em contato com material orgânico ou substâncias inorgânicas facilmente oxidáveis pode provocar explosões violentas. 

     e) Ácido nítrico. O reagente comercial é 15,7 F (70 % de HNO3). O ácido nítrico é um reagente oxidante. Quando concentrado a quente, dissolve todos

Page 34: APOSTILA DE ANALÍTICA

os metais, exceto Al e Cr. Sn, W e Sb formam os ácidos pouco solúveis HSbO3 (ácido meta antimônico) e H2SnO3 (ácido metaestânico). 

     f)  Água régia. É uma mistura de ácido clorídrico concentrado (3 volumes) e ácido nítrico concentrado (1 volume). A água régia dissolve a maioria dos metais, exceto   o Pb,

Ag e o íon mercúrio (I), Hg22+. Os metais nobres Au e Pt são atacados pela

água régia resultando nos correspondentes cloretos. 

Au    +    HNO3   +   3 HCl    ⇔    AuCl3    +    NO    +     2 H2O

3 Pt   +    4 HNO3   +    12 HCl    ⇔     3 PtCl4    +      4 NO    +     8 H2O 

A escolha do solvente que deve ser utilizado na dissolução da amostra depende do tipo de amostra. A amostra pode se apresentar nas seguintes formas: 

      1. Substância ou mistura de substâncias não metálicas no estado

sólido; 2. Metal, ou mistura de metais, ou liga no estado sólido; 3. Mistura dos tipos 1 e 2; 4. Solução; 5. Solução contendo material insolúvel.

  

     2.1. Dissolução de Amostras do tipo 1 

       Verificar a solubilidade da amostra nos seguintes solventes na ordem dada; Água; Ácido clorídrico; Ácido nítrico e Água régia. Tentar primeiro a solubilização a frio e a seguir a quente.

       Existem substâncias entretanto que são insolúveis mesmo em água régia. Exemplo: os sulfatos de Pb, Ba e Sr, os óxidos como Al2O3 (alumina), Cr2O3 (cromita), TiO2 (rutilo), SnO2 (cassiterita) e SiO2 (sílica). A dissolução dessas amostras é feita através do método da decomposição por fusão.  

     2.1.1. Decomposição por Fusão 

       É utilizada na dissolução de amostras sólidas por meio da via sêca. A amostra é atacada por fundentes tais como carbonatos, sulfatos, bissulfatos e hidróxidos dos metais alcalinos  ou  mistura  destes.  A  fusão  é  feita  a  uma  temperatura relativamente alta. A

Page 35: APOSTILA DE ANALÍTICA

finalidade do fundente é baixar o ponto de fusão da amostra, oxidar ou reduzir (de acordo com o tipo de fundente) e substituir o ânion do fundente na amostra. Por exemplo: passar a amostra a carbonato, cuja dissolução em água é mais fácil.

       A fusão é feita em cadinhos de ferro, níquel, berilo ou platina. O cadinho de ferro é o mais empregado. Os cadinhos de platina não devem ser utilizados com amostras que ataquem a platina, tais como; Pb, As, Sb, Ag, Au, ou oxidantes fortes. 

       Os fundentes mais utilizados são: 

   Carbonatos alcalinos - Na2CO3; K2CO3 ou mistura de ambos.

      Aplicação: rocha e minerais; Cadinho - Pt

Hidróxidos alcalinos - NaOH e KOH

      Cadinho - Ag, Au ou Ni (< 500 oC) 

   Boratos - Na2B4O7. 10H2O Dissulfato de potássio

     Procedimento de Fusão

 

       A amostra pulverizada é misturada com o fundente na relação de volume 5 partes de fundente para cada parte da amostra. A mistura é colocada no cadinho de modo que ocupe apenas a metade do mesmo.

       A mistura é coberta com uma camada de fundente e aquecida suavemente para expulsar a umidade da amostra e do fundente sem violência. Após 5 minutos intensifica-se o aquecimento mas sem atingir a ebulição a fim de que a água de cristalização seja eliminada. Essa etapa dura 10 minutos. Procede-se então a fusão por 10 minutos, que deve ser tranqüila sem que se formem muitas bolhas. A parte inferior do cadinho fica alaranjada.

       O aquecimento é feito com um Bico de Bunsen onde se introduz oxigênio a pressão  ao invés de ar ou com maçarico de oxi-acetileno.

Após a fusão baixa-se a temperatura e derrama-se a mistura fundida de uma só vez sobre uma placa limpa de ferro, fazendo com que se espalhe ao máximo. Deixa-se esfriar e pulveriza-se em um gral de ágata, quartzo ou porcelana. O pó é colocado em uma cápsula de porcelana e adiciona-se água

Page 36: APOSTILA DE ANALÍTICA

bem quente ou HCl diluído no caso de se ter usado Na2CO3 como fundente.  

     2.2 Dissolução de Amostras do tipo 2 

       Quando a amostra contém partículas metálicas que apresentam diferenças na cor, brilho, aspecto, etc., deve-se seguir fazendo a separação de partículas semelhantes. Depois, cada porção é analisada separadamente.

       O ácido nítrico ataca a maioria dos metais e o ácido perclórico concentrado a quente também.  

     2.3. Dissolução de Amostras do tipo 3, 4 ou 5  

       Primeiro realiza-se uma separação manual das partículas metálicas e não metálicas e aplica-se para cada grupo o tratamento adequado aos tipos 1 e 2.

       No caso da amostra 4 é conveniente determinar o pH da solução a fim de saber o meio em que a amostra foi dissolvida (ácido, neutro ou alcalino).

       As amostras do tipo 5 necessitam de uma centrifugação seguida de uma filtração cuidadosa a fim de separar o solúvel do insolúvel. Dependendo de suas características físicas, o insolúvel é tratado como amostra do tipo 1 ou 2.

       Dissolvida a amostra é necessário realizar 3 ensaios prévios antes de se iniciar a pesquisa de cátions e ânions.  

3.  ENSAIOS PRÉVIOS 

     3.1. Verificação do pH 

       O ensaio é feito com papel tornassol ou papel indicador. O papel não deve ser mergulhado na solução. O procedimento correto é mergulhar um bastão de vidro na solução, retirá-lo cuidadosamente do tubo e tocar no papel indicador. 

       O pH da solução poderá ser: 

     Neutro - indica ausência de ácidos ou bases livres, sais ácidos ou sais que dão reação ácida ou alcalina por hidrólise. 

     Alcalino - indica presença de hidróxidos dos metais alcalinos ou alcalino-terrosos, ou carbonatos, boratos sulfetos, cianetos, hipocloritos, silicatos, peróxidos de metais alcalinos. 

Page 37: APOSTILA DE ANALÍTICA

     Ácido - indica presença de ácido livre, sais ácidos, sais que produzem reação ácida na hidrólise ou solução de sais de ácidos.  

     3.2. Pesquisa do Íon Amônio 

       O íon amônio, NH4+,pertence ao 5o grupo de cátions mas ele deve ser

investigado primeiro,  porque  durante  a  marcha  sistemática são utilizados reagentes que o contém.  

Portanto, se a análise é feita no final dos grupos de cátions, o resultado será sempre positivo.

       Trata-se a amostra com um excesso de base forte (NaOH) a quente. Há desprendimento de amônia.

NH4+ +  OH-  ⇔ H2O + NH3 

 

     3.3. Pesquisa dos íons do Fósforo 

       Os íons do fósforo interferem na pesquisa dos cátions do 3o e 4o grupos e devido a formação de fosfatos insolúveis. É conveniente pois proceder a separação prévia desses íons.  

4.  PESQUISA DE CÁTIONS  

Com a amostra já dissolvida e tendo-se já efetuado os ensaios prévios, inicia-se a separação dos íons em grupos com base em algumas propriedades comuns a um determinado grupo. Os cátions ou ânions de cada grupo são identificados por reações características. Os cátions são divididos em 5 grupos analíticos. Cada grupo possui um precipitante que forma compostos insolúveis com todos os cátions do grupo. A única exceção é o grupo 5 que não possui um reagente capaz de formar precipitados com todos os cátions.  

     GRUPO I:  Ag+ ,Hg22+ e Pb2+ 

       O grupo I é constituído pelos cátions cujos cloretos são insolúveis em água fria e em ácido clorídrico diluído frio. O reagente precipitante é o HCl. 

     GRUPO II:  Subgrupo IIA - Hg2+, Pb2+, Cu2+, Bi3+ e Cd2+       Subgrupo IIB - As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Sn2+ e Sn4+ 

       Os cloretos desses cátions são solúveis mas os sulfetos são insolúveis em água e em ácido diluído. São portanto precipitados pelo gás sulfídrico (H2S) a partir das soluções aquosas acidificadas com ácido mineral diluído. Esse grupo

Page 38: APOSTILA DE ANALÍTICA

se divide em dois subgrupos. O subgrupo IIA ou subgrupo do cobre e o subgrupo IIB ou subgrupo do  

arsênio. O subgrupo IIA é formado pelos cátions cujos sulfetos são insolúveis no polissulfeto de amônio. O subgrupo IIB é formado pelos cátions cujos sulfetos são solúveis no polissulfeto de amônio. 

     GRUPO III:  Subgrupo IIIA - Al3+, Cr3+ e Fe3+         Subgrupo IIIB - Mn2+, Zn2+, Co2+ e Ni2+ 

Esses cátions precipitam sob a forma de hidróxido ou sulfeto quando tratados com amônia e cloreto de amônio e sulfeto de hidrogênio. O grupo III é formado também por dois subgrupos. O subgrupo IIIA ou subgrupo do ferro e o subgrupo IIIB ou subgrupo do zinco. O subgrupo IIIA é constituído pelos cátions que precipitam sob a forma de hidróxido quando tratados pela amônia em cloreto de amônio. O subgrupo IIIB ou subgrupo do zinco é constituído pelos cátions que precipitam sob a forma de sulfetos quando tratados pelo sulfeto de hidrogênio, na presença de cloreto de amônio e amônia.  

     GRUPO IV:  Ca2+, Sr2+ e Ba2+ 

       É constituído pelos cátions dos metais alcalino-terrosos que não precipitam com os reagentes dos grupos anteriores mas se caracterizam pela insolubilidade de seus carbonatos e pela solubilidade de seus sulfetos em água. O reagente precipitante é o carbonato de amônio. 

     GRUPO V:  Mg2+, Na+, K+ e NH4+ 

       Esses cátions não precipitam com os reagentes anteriores e não existe um reagente capaz de formar precipitados com todos eles.  

5.  PESQUISA DE ÂNIONS   

       A Pesquisa de ânions é realizada após a pesquisa de cátions. Os ânions são divididos em grupos com base na solubilidade dos sais de prata na água e no ácido nítrico diluído.  

     GRUPO I - Cl-, Br-, I-, ferrocianeto [Fe(CN)6]4-, e ferricianeto [Fe(CN)6]3- 

       São os ânions cujos sais de prata são insolúveis na água e no ácido nítrico diluído. 

     GRUPO II - CO32- ,HCO3

-, CrO42-, Cr2O7

2- e PO43- 

Page 39: APOSTILA DE ANALÍTICA

       São os ânions cujos sais de prata são insolúveis na água e solúveis em ácido nítrico diluído. 

     GRUPO III - MnO4- ,NO3

- e SO42- 

       São os ânions cujos sais de prata são solúveis na água e no ácido nítrico diluído.  

6. REFERÊNCIAS

 1. CARVALHO, J. W. “Apostila de Química Analítica Qualitativa”, UFPB,

João Pessoa. 2. VOGEL, A. “Química Analítica Qualitativa”, Mestre Jou, São Paulo

(1981)

 

Aula Prática No 9

Assunto: Análise por Via Úmida - Pesquisa Analítica de Cátions

Identificação e Separação dos Cátions do 1o Grupo

 1. INTRODUÇÃO

       Pertencem ao primeiro grupo os cátions que dão precipitado branco quando tratados com HCl diluído. São eles:

Ag+, Pb2+ e Hg22+

Inicialmente será visto a identificação dos cátions do 1o grupo isoladamente e a seguir será feita a separação dos mesmos. O objetivo é aprender a  identificar o cátion presente em uma amostra e observar o comportamento do mesmo. Isso é muito importante para a compreensão da técnica de separação. Após a identificação serão feitas algumas reações de confirmação da identidade do cátion.

Na primeira parte da aula é preciso usar uma solução estoque de cada cátion.

1a Parte: Identificação e Confirmação dos Cátions do 1 o Grupo

a) Marcha Sistemática

Page 40: APOSTILA DE ANALÍTICA

1. Colocar cerca de 1,0 ml da solução amostra em um tubo de ensaio e acrescentar HCl  diluído gota a gota agitando bem.

2. Não havendo precipitação indica ausência de cátions do 1o grupo. Deter a adição do ácido na terceira gota e passar ao ítem 1 da marcha sistemática do 2o grupo.

3. Havendo precipitação, juntar leve excesso de HCl diluído (7 a 8 gotas), agitar fortemente e deixar o precipitado sedimentar.

4. Decantar a maior parte possível do líquido sobrenadante, juntar 3 ml de água destilada e ferver.

5. O precipitado se dissolvendo em água quente indica que a amostra contém o cátion chumbo (Pb2+). Com o restante da solução em exame, efetuar as reações de confirmação para o cátion chumbo.

6. Não havendo dissolução do precipitado em água quente, decantar a maior parte possível do líquido sobrenadante e adicionar amônia. Agitar fortemente.

   

7. O precipitado se dissolvendo na amônia indica que a amostra contém o cátion prata (Ag+). Com o restante da solução em exame efetuar as reações de confirmação para o cátion prata.

 8. Se houver enegrecimento com o tratamento com amônia, o cátion

presente na amostra é o mercuroso (Hg22+). Com o restante da solução

em exame efetuar as reações de confirmação para o cátion mercuroso.

  

b)  Reações de Confirmação 

CONFIRMAÇÃO PARA O CÁTION (Ag + )

1. Tratado pelos iodetos alcalinos dá precipitado amarelo de iodeto de prata, insolúvel no ácido nítrico e na amônia; com esse reagente porém perde a cor amarela.

AgNO3    +    MI    ↔    AgI    +    MNO3

2. Tratado pelo fosfato bisódico dá precipitado amarelo de fostato de prata, solúvel em solução de NH3.

3 AgNO3  +  2 Na2HPO4    ↔    Ag3PO4    +    NaH2PO4    +    3 NaNO3

3. Tratado pelos cromatos alcalinos dá precipitado  vermelho escuro de cromato de prata, solúvel no ácido nítrico e amônia.

Page 41: APOSTILA DE ANALÍTICA

2 AgNO3    +    M2CrO4    ↔    AgCrO4    +    2 MNO3  

CONFIRMAÇÃO PARA O CÁTION   CHUMBO (Pb 2+ )

1. Tratado pelo ácido sulfúrico ou sulfatos solúveis dá precipitado branco de sulfato de chumbo.

Pb(NO3)2    +    H2SO4    ↔    PbSO4    +   2 HNO3.

2. Tratado pelos cromatos alcalinos dá precipitado amarelo vivo de cromato de chumbo.

Pb(NO3)2    +    M2CrO4    ↔    PbCrO4    +    2 MNO3

3. Tratado pelos iodetos alcalinos dá precipitado amarelo vivo de iodeto de chumbo,  solúvel em excesso de água quente dando coloração incolor; pelo resfriamanto precipita novamente , cristalizado em palhetas cor de ouro (chuva de ouro).

Pb(NO3)2    +    2 MI     ↔     PbI2    +    2 MNO3   

CONFIRMAÇÃO PARA O CÁTION MERCUROSO (Hg22+ )  

1. Tratado pelo cromato de potássio, a quente, dá precipitado vermelho de cromato de  mercúrio

Hg2(NO3)2    +    K2CrO4    ↔  Hg2CrO4    +    2 KNO3  

2. Tratado pelos iodetos alcalinos dá precipitado esverdeado de iodeto mercuroso, que com excesso de reagente dá mercuriodeto, solúvel, e mercúrio metálico, cinzento.

Hg2(NO3)2    +    2 MI    ↔    Hg2I2    +    2 MNO3

Hg2I2    +    2 MI    ↔    M2HgI4    +    Hg

3. Tratado pelos hidróxidos alcalinos dá precipitado preto de óxido mercuroso.

Hg2(NO3)2    +    2 NaOH    ↔    Hg2O    +    H2O    +    2 NaNO3

 

Page 42: APOSTILA DE ANALÍTICA

  

2a Parte: SEPARAÇÃO E IDENTIFICAÇÃO DE CÁTIONS DO 1 O GRUPO           

Tomar cerca de 10 ml da amostra e adicionar HCl 6 F gota a gota até total precipitação. Filtrar em papel compacto. Com o filtrado verificar se a precipitação foi total adicionando 3 a 4 gotas de HCl 6 F.     

FILTRADO

Despreza-se        

RESÍDUO 

Pode conter AgCl, PbCl2 e Hg2Cl2. Lava-se com cerca de 30 ml de água fervendo no próprio funil e recolhe-se o filtrado em bequer pequeno. Verificar se a  solubilização do PbCl2 foi total adicionando mais um pouco  de água quente , recolhendo as últimas gotas em um  tubo de ensaio e testando com K2CrO4.         

Page 43: APOSTILA DE ANALÍTICA

            

FILTRADO  

Pode conter PbCl2. Deixar esfriar e adicionar K2CrO4. Um precipitado amarelo de PbCrO4 indica a presença de chumbo. 

RESÍDUO 

Pode conter AgCl e Hg2Cl2. Lançar no próprio funil cerca de 5 ml de NH3 6 F. Filtrar.             

RESÍDUO 

Será constituído de Hg(l) + HgNH2Cl(s) cinza escuro 

FILTRADO 

Pode conter Ag(NH3)2+(aq)Cl-(aq). Acidificar com HNO3 6 F. Um precipitado

branco  de AgCl indica presença de PRATA.      

Page 44: APOSTILA DE ANALÍTICA

AULA PRÁTICA NO 10

Assunto: Análise por Via Úmida - Pesquisa Analítica de Cátions

Identificação e CONFIRMAÇÃO  dos Cátions do 2o Grupo 

1. INTRODUÇÃO 

     Pertencem ao 2o grupo os cátions cujos cloretos são solúveis em meio ácido porém precipitam quando tratados pelo H2S (sulfeto de hidrogênio) em meio previamente acidificado.São eles:

Hg2+, Pb2+, Cd2+, Cu2+ e Bi3+

As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Sn2+ e Sn4+

     Reagente do Grupo: H2S em meio ácido. 

     O segundo grupo, um dos mais extensos, é subdividido em 2 subgrupos, subdivisão esta baseada na solubilidade dos sulfetos formados no polissulfeto de amônio. Um dos subgrupos (subgrupo do cobre) é constituído pelos cátions cujos sulfetos são insolúveis no polissulfeto de amônio, enquanto que o outro subgrupo (subgrupo do arsênio) é constituído pelos cátions cujos sulfetos são solúveis no citado reagente. O cátion Pb2+ aparece novamente neste 2o grupo em virtude de não ser totalmente insolubilizado no grupo anterior. O cloreto de chumbo, forma sob a qual o Pb2+ é insolubilizado no 1o grupo é ligeiramente solúvel à temperatura ambiente, solubilidade esta que aumenta consideravelmente com o aumento da temperatura.

     2o GRUPO  Subgrupo do Cobre: Hg2+, Pb2+, Cd2+, Cu2+ e Bi3+

                             Subgrupo do Arsênio: As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Sn2+ e Sn4+

     Abordaremos aqui apenas o subgrupo do cobre. Veremos a marcha sistemática que permite a identificação destes cátions.  

3. MARCHA SISTEMÁTICA

  

1. Em um tubo de ensaio, tratar cerca de 1 ml da solução em exame com 3 gotas de HCl 6 M. Testar com papel indicador se o pH está fortemente ácido.

  

Page 45: APOSTILA DE ANALÍTICA

2. Aquecer o tubo sem deixar a solução ferver e acrescentar cerca de 2 ml de Tioacetamida (TA). Caso não apareça precipitado voltar a aquecer por mais alguns minutos.

3. Não aparecendo precipitado conclui-se pela ausência de cátions do 2o grupo. Passar para o ítem 1 da marcha sistemática do 3o grupo.

4. Havendo precipitação, verificar atentamente a formação do precipitado desde o início.

5. Sendo o precipitado de cor preta mas precedido da formação de um composto branco, indica tratar-se do cátion mercÚrico (Hg2+). Com o restante da solução, realizar as reações de confirmação para o cátion mercúrico.

6. Sendo o precipitado de cor preta e a solução em exame apresentar cor azul indica tratar-se do cátion cúprico (Cu2+). Com o restante da solução em exame efetuar as reações de confirmação para o cátion cúprico.

7. Sendo o precipitado preto e a solução em exame incolor indica tratar-se do cátion chumbo (Pb2+). Com o restante da solução em exame efetuar as reações de confirmação para o cátion chumbo.

8. Sendo o precipitado amarelo indica tratar-se do cátion Cádmio (Cd2+). Com o restante da solução em exame efetuar as reações de confirmação para o cátion cádmio.

 

3. REAÇÕES DE CONFIRMAÇÃO 

3.1. CONFIRMAÇÃO PARA O CÁTION MERCÚRICO (Hg 2+ )

1. Tratado pelos iodetos alcalinos dá precipitado amarelo de iodeto de mercúrio que passa imediatamente a escarlate, solúvel em excesso de reagente devido a formação de mercúriodeto.

HgCl2    +    2 MI   ⇔    HgI2    +    2 MCl

HgI2     +    2MI    ⇔    M2HgI4

2. Tratado pelos hidróxidos alcalinos dá precipitado amarelo de óxido mercúrico, solúvel em ácidos.

HgCl2    +    2 MOH     ⇔    HgO    +    2MCl  +  H2O

3. Tratado pelos cromatos alcalinos, em solução concentrada, dá precipitado amarelo de cromato de mercúrio, que passa a vermelho devido a transformação em sal mercuroso

HgCl2    +    M2CrO4    ⇔    HgCrO4    +    2MCl  

3.2. CONFIRMAÇÃO PARA O CÁTION CÚPRICO (Cu 2+ )

Page 46: APOSTILA DE ANALÍTICA

1. Tratado pelo ferrocianeto de potássio dá precipitado castanho avermelhado de ferrocianeto cúprico

2 CuCl2    +    K4[Fe(CN)6]    ⇔    Cu2[Fe(CN)6]    +    4 KCl

2. Tratado pelos hidróxidos alcalinos dá precipitado azul de hidróxido cúprico, insolúvel em excesso de reagente.

CuCl2    +    2MOH     ⇔    Cu(OH)2    +    2 MCl

3. Tratado pelo hidróxido de amônio dá precipitado azul esverdeado de sal básico, solúvel em excesso de reagente dando cor azul safirina. 

2 CuCl2    +    NH4OH    ⇔    CU(OH)Cl    +    NH4Cl

Cu(OH)Cl    +    5 NH4OH    ⇔    NH4Cl   +   (NH3)4CuCl2  +   6 H2O 

3.3. CONFIRMAÇÃO PARA O CÁTION (Cd 2+ )

1. Tratado pelos hidróxidos alcalinos dá precipitado branco de hidróxido de cádmio, insolúvel em excesso de reagente.

CdCl2     +    2 MOH    ⇔    Cu(OH)2    +    2 MCl

2. Tratado pela amônia dá precipitado branco de  hidróxido de cádmio, solúvel em excesso de reagente devido a formação de complexos.

CdCl2    +    2 NH4OH    ⇔    Cd(OH)2   +    2 NH4Cl

Cd(OH)2    +    4 NH4OH    ⇔    [Cd(NH3)4](OH)2    +    4 H2O

3. Tratado pelos carbonatos solúveis dá precipitado branco de carbonato básico de cádmio, insolúvel em excesso de reagente.

3CdCl2   +   3 M2CO3   +   H2O  ⇔   Cd3 (OH)2(CO3)2  +  CO2  +  6 MCl

3.4. CONFIRMAÇÃO PARA O CÁTION CHUMBO (Pb 2+ )

As reações de confirmação para o cátion chumbo já foram vistas no 1o grupo.

 

Aula Prática no 11 

Assunto: Análise por Via Úmida - Pesquisa Analítica de Cátions

Identificação e Confirmação  dos Cátions do 3o  Grupo

Page 47: APOSTILA DE ANALÍTICA

  1. INTRODUÇÃO 

       Pertencem ao 3o grupo os cátions que não precipitam pelo H2S em meio ácido (HCl), porém precipitam pelo mesmo H2S em meio previamente alcalinizado pela mistura de NH3 e NH4Cl. São eles:

Fe3+, Al3+ e Cr3+

Co2+, Mn2+, Zn2+ e Ni2+

       Quando adicionamos à solução problema a mistura acima (NH3 e NH4Cl) os cátions trivalentes podem precipitar como hidróxidos. Os cátions divalentes só precipitam como sulfetos, após adição de H2S. Um excesso de NH4Cl impede a precipitação dos cátions divalentes como hidróxidos.

       Com base nisso, alguns autores costumam dividir o 3o grupo em dois subgrupos: subgrupo do FERRO ou (subgrupo 3-A) e subgrupo do ZINCO ou (subgrupo 3-B).O primeiro é constituído por: ferro, alumínio e cromo e o segundo por: cobalto, manganês, zinco e níquel.

     3o GRUPO  Subgrupo do Ferro: Fe3+, Al3+ e Cr3+

                             Subgrupo do Zinco: Co2+, Mn2+, Zn2+ e Ni2+ 

       Nesta aula vamos identificar os cátions do subgrupo do ferro e veremos algumas reações de confirmação.

 2. MARCHA SISTEMÁTICA

1. Colocar uma pitada de NH4Cl em um tubo de ensaio e adicionar 1,0 ml da solução em exame.

2. Adicionar solução de NH3 1:1, gota a gota e verificar o aparecimento de precipitado gelatinoso. (Ausência de precipitado indica ausência de cátions do subgrupo do FERRO. Neste caso, passar para o ítem 1 da marcha sistemática do subgrupo do ZINCO).

 3. Observar atentamente a cor do precipitado formado e anotar. 4. Sendo o precipitado branco indica tratar-se do cátion ALUMÍNIO. Com o

restante da solução em exame efetuar as reações de confirmação para o cátion Al3+.

5. Sendo o precipitado castanho (cor de ferrugem) indica tratar-se do cátion FÉRRICO. Com o restante da solução em exame efetuar as reações de confirmação para o cátion Fe3+.

Page 48: APOSTILA DE ANALÍTICA

6. Sendo o precipitado cinzento esverdeado ou cinzento azulado (que pode tornar-se violáceo ou róseo) indica tratar-se do cátion CRÔMICO. Com o restante da solução em exame efetuar as reações de confirmação para o cátion Cr3+.

  

3.         REAÇÕES DE CONFIRMAÇÃO   

3.1. CONFIRMAÇÃO PARA O CÁTION ALUMÍNIO (Al 3+ )   

1. Tratado pela amônia dá precipitado branco gelatinoso de hidróxido de alumínio, insolúvel em excesso do reagente (diferença com o zinco).

AlCl3  +   3 NH4OH    →   Al(OH)3   +   3 NH4Cl

2. Tratado pelos carbonatos solúveis dá precipitado branco de hidróxido de alumínio (hidrólise), insolúvel em excesso de reagente.

2 AlCl3  +  3 Na2CO3   +  3 H2O   →   2 Al(OH)3  + 6 NaCl  +  3 CO2

3. Tratado pelo fosfato bissódico dá precipitado gelatinoso de fosfato de alumínio.

AlCl3  +  2 Na2HPO4   →   AlPO4  +  3 NaCl  +  NaH2PO4 

3.2. CONFIRMAÇÃO PARA O CÁTION CRÔMICO (Cr 3+ )  

1. Tratado por solução de amônia dá precipitado gelatinoso cinza esverdeado ou cinza azulado de hidróxido crômico, ligeiramente solúvel em excesso do precipitante, formando a frio uma solução violeta ou rósea, devido a formação de complexos amoniacais de cromo.

Cr(NO3)3  +  3 NH4OH  →  Cr(OH3)  +  3 NH4NO3

Cr(OH)3  +  6 NH4OH  →  |Cr(NH3)6|(OH)3 +  6 H2O 

2. Tratado pelo fosfato bissódico dá precipitado verde cinza de fosfato de cromo, solúvel em ácidos minerais.

 

Cr(NO3)3  +  2 Na2HPO4 →  CrPO4  +  3 NaNO3  +  NaH2PO4 

Page 49: APOSTILA DE ANALÍTICA

3. Tratado pelo hidróxido de sódio dá precipitado cinza esverdeado ou cinza azulado de hidróxido crômico, facilmente solúvel em ácidos e também em excesso de precipitante formando solução verde que contém cromito de sódio - Na3CrO3.

Cr(NO3)3  +  3 NaOH  →  Cr(OH)3  +  3 NaNO3

Cr(OH)3  +  3 NaOH  →  Na3CrO3  +  3 H2O 

3.3. CONFIRMAÇÃO PARA O CÁTION FÉRRICO   (Fe 3+ )  

1. Tratado pelos hidróxidos alcalinos ou de amônio dá precipitado cor de ferrugem de hidróxido férrico, insolúvel em excesso de reagente.

Fe(NO3)3  +  3 NaOH  →  Fe(OH)3  +  3 NaNO3

2. Tratado pelo ferrocianeto de potássio dá precipitado azul intenso de ferrocianeto férrico (azul da prússia).

4 Fe(NO3)3  +  3 K4|Fe(CN)6|  →  Fe4|Fe(CN)6|3  +  12 KNO3

3. Tratado pelo tiocianato de potássio dá coloração vermelho sanguíneo de tiocianato férrico, solúvel no éter.

Fe(NO3)3  +  3 KSCN  →  Fe(CNS)3  +  3 KNO3

 

Aula Prática no 12

Assunto: Análise por Via Úmida - Pesquisa Analítica de Cátions

Identificação e Confirmação dos Cátions do 4o Grupo

 1. INTRODUÇÃO 

       Pertencem ao 4o grupo os cátions que não precipitam com os reagentes dos grupos anteriores nas condições estabelecidas mas precipitam com o carbonato de amônio, em meio amoniacal e na presença de cloreto de amônio, formando precipitado branco. São eles:

Ca2+, Sr2+ e Ba2+

     Reagente do grupo: (NH4)2CO3 na presença de NH3 e NH4Cl.

Page 50: APOSTILA DE ANALÍTICA

 2. MARCHA SISTEMÁTICA

1. Colocar em um tubo de ensaio cerca de 1,0 ml da solução em exame. 2. Adicionar algumas gotas de  solução NH3 2 N até perceber odor de

amoníaco e em seguida algumas gotas de NH4Cl 2 N até  pH igual a 9,0 (verificar com papel indicador).

3. Aquecer o tubo de ensaio sem deixar ferver. 4. Acrescentar, com o tubo ainda quente,  excesso de carbonato de

amônio, (NH4)2CO3. 5. Não aparecendo precipitado conclui-se pela ausência de cátions do 4o

grupo. Passar para o ítem 1 da marcha sistemática do 5o grupo. 6. Aparecendo precipitado verificar a cor, anotar e seguir conforme a

técnica abaixo.

 2.1. TÉCNICA PARA DISTINGUIR OS CÁTIONS Ca 2+ , Sr 2+ e Ba 2+  

       Como todos os cátions do 4o grupo formam precipitados brancos quando tratados com carbonato de amônio, torna-se necessário um processo prático para distinguí-los. Isto é conseguido reagindo-se um pouco da solução em exame com uma solução saturada de sulfato de cálcio, CaSO4.

a. Não havendo precipitação, trata-se do cátion cálcio. Com o restante da solução em exame efetuar as reações de confirmação para o cátion Ca2+.

 b. Havendo a formação imediata de um precipitado branco, trata-se do

cátion bário. Com o restante da solução em exame efetuar as reações de confirmação para o cátion Ba2+.

c. Havendo a formação lenta de um precipitado de cor branca, trata-se do cátion estrôncio (aquecer se necessário). Com o restante da solução em exame efetuar as reações de confirmação para o cátion Sr2+.

  

3. REAÇÕES DE CONFIRMAÇÃO 

3.1. CONFIRMAÇÃO PARA O CÁTION CÁLCIO (Ca 2+ )

1. Tratado pelo oxalato de amônio dá precipitado branco de oxalato de cálcio, solúvel em ácidos minerais e insolúvel no ácido acético a frio e a quente.

CaCl2  +  (NH4)2C2O4     →    CaC2O4   +  2 NH4Cl

Page 51: APOSTILA DE ANALÍTICA

2. Tratado pelos carbonatos alcalinos dá precipitado branco de carbonato de cálcio, solúvel nos ácidos minearais, com despreendimento de CO2.

CaCl2  +  Na2CO3    →    CaCO3  +   2NaCl

3. Tratado pelo fostato bissódico dá precipitado branco de fostato de cálcio.

CaCl2   +  Na2HPO4    →    CaHPO4  +  2 NaCl 

3.2. CONFIRMAÇÃO PARA O CÁTION BÁRIO (Ba 2+ )  

1. Tratado pelo oxalato de amônio dá precipitado branco de oxalato de bário, solúvel em HCl e HNO3 e insolúvel no ácido acético à frio. Solúvel no mesmo ácido a quente.

BaCl2   +   (NH4)2C2O4    →   BaC2O4   +   2 NH4Cl

2. Tratado pelo cromato de potássio dá precipitado amarelo de cromato de bário, solúvel em ácidos fortes e insolúvel no ácido acético.

BaCl2   +   K2CrO4    →    BaCrO4   +  2 KCl

3. Tratado pelo ácido sulfúrico diluído dá precipitado branco de sulfato de bário, insolúvel em ácidos.

BaCl2   +   H2SO4    →   BaSO4    +    2 HCl  

3.3. CONFIRMAÇÃO PARA O CÁTION ESTRÔNCIO (Sr 2+ )  

1. Tratado pelo oxalato de amônio dá precipitado branco de oxalato de estrôncio, solúvel em ácidos minerais e insolúvel no ácido acético a frio. Solúvel no mesmo ácido a quente.

SrCl2    +    (NH4)2C2O4    →    SrC2O4   +    2 NH4Cl

2. Tratado pelo ácido sulfúrico diluído dá precipitado branco de sulfato de estrôncio, insolúvel em ácidos.

SrCl2   +   H2SO4    →    SrSO4    +    2 HCl

3. Não precipita com amônia mas tratado com este reagente e agitado ao ar, absorve gás carbônico, que causa turvação na solução em virtude da formação do carbonato de estrôncio insolúvel.

SrCl2   +   2 NH4OH    →     Sr(OH)2    +    2 NH4Cl

Sr(OH)2    +    CO2    →     SrCO3    +    H2O

Page 52: APOSTILA DE ANALÍTICA

ESQUEMA PARA IDENTIFICAÇÃO DE CÁTIONS

1. Tomar 1 ml da solução problema e acrescentar solução de HCl gota a gota. Havendo formação de precipitado indica ser um cátion do grupo I. Solicitar o roteiro correspondente ao professor e seguir as instruções do mesmo para identificar o cátion.

2. Não havendo formação de precipitado com HCl, aqueça o tubo de ensaio e acrescente tioacetamida gota a gota. Havendo formação de precipitado indica ser um cátion do grupo II. Solicitar o roteiro correspondente ao professor e seguir as instruções para identificar o cátion.

3. Não havendo precipitação com H2S em meio ácido, tome outra porção de 1 ml da solução problema, acrescente uma pitada de cloreto de amônio e acrescente solução de amônia gota a gota. Havendo formação de precipitado indica tratar-se de um cátion do grupo III. Solicitar o roteiro correspondente ao professor e seguir as instruções para identificar o cátion.

4. Não havendo precipitação, aqueça o tubo de ensaio e acrescente solução de carbonato de amônio gota a gota. Se houver formação de precipitado trata-se de cátion do grupo IV. Solicitar o roteiro correspondente ao professor e seguir as instruções para identificar o cátion.

 

PESQUISA DE ÂNIONS

 

PARA DETERMINAR O GRUPO A QUE PERTENCE O ÂNION, UTILIZA-SE O SEGUINTE PROCEDIMENTO : 

MARCHA PARA A DETERMINAÇÃO DO GRUPO : 

1. Tratar cerca de 1,0 mL da solução em exame com solução de AgNO3 , gota a gota, agitando depois de cada afusão.

2. Não aparecendo ppt. após a 5a gota, concluir pela solubilidade do sal de prata formado na água. Quando um sal é solúvel na água também o é no ácido nítrico diluído.

3. Aparecendo um ppt., deter as afusões na 5a gota e anotar imediatamente a cor do sal formado. Neste caso, concluir pela insolubilidade do sal de prata formado na água. Decantar a maior parte possível do líquido sobrenadante e adicionar cerca de 2,0 mL de ácido nítrico diluído, gota a gota, agitando fortemente após cada afusão. Não dissolvendo, concluir pela insolubilidade do sal de prata formado no ácido nítrico diluído.

Page 53: APOSTILA DE ANALÍTICA

4. Comparar as anotações com a tabela abaixo e verificar a que grupo pertence o ânion.

TABELA :

GRUPOS SAL DE PRATA SOLVENTES     

I Insolúvel H2O  Insolúvel HNO3

     II Insolúvel H2O

  Solúvel HNO3

     III Solúvel H2O

  Solúvel HNO3

  

GRUPO   I :  cloreto ( Cl- ), brometo ( Br- ), iodeto ( I- ), ferrocianeto ( [Fe(CN)6]4- ),   ferricianeto  ( [FeCN)6]3-. 

GRUPO II : carbonato (CO32-), bicarbonato (HCO3

-), cromato (CrO4

2-), dicromato  (Cr2O72-), ortofosfato (PO4

2-).  

GRUPO III : permanganato ( MnO4- ), nitrato ( NO3

- ), sulfato ( SO42- ). 

             

Aula Prática No 13   

Assunto: Análise por Via Úmida - Pesquisa Analítica de Ânions

Identificação e CONFIRMAÇÃO dos ÂNions do 1o Grupo

Page 54: APOSTILA DE ANALÍTICA

  1. INTRODUÇÃO

     Pertencem ao Grupo I os ânions cujos sais de prata são insolúveis na água e no ácido nítrico diluído.

Cloreto, Cl-; Brometo, Br-; Iodeto, I-; Ferrocianeto; [Fe(CN)6 ]4- e Ferricianeto, [Fe(CN)6 ]3- 

       Após constatar, seguindo a marcha sistemática indicada, que a solução em exame contém um ânion do Grupo I, cabe-nos somente pesquisar qual dos ânions acima corresponde ao presente na amostra.

       A orientação para a pesquisa é dada pela cor do precipitado obtido quando se tratou a solução em exame com AgNO3:

     precipitado branco ..................... cloreto ou ferrocianeto

     precipitado amarelo ................... brometo ou iodeto

     precipitado alaranjado ............... ferricianeto 

     É preciso que se faça uma distinção entre os que dão precipitado branco: tratar pequena porção da solução em exame com cloreto férrico: 

     precipitado azul intenso .........ferrocianeto

     precipitado ausente ................cloreto 

     Também para os que dão precipitado amarelo:

     1) Tratar pequena porção da solução em exame com água clorada. 

     2) Adicionar em seguida pequena porção de clorofórmio.

     3) Verificar a coloração que toma o clorofórmio: 

     coloração castanha (ou amarela): brometo

     coloração rósea (ou violácea):  iodeto 

     Identificado o ânion, resta-nos somente efetuar as reações de confirmação: 

2. REAÇÕES DE CONFIRMAÇÃO 

2.1. CONFIRMAÇÃO PARA O ÂNION FERROCIANETO,|Fe(CN)6|4-

Page 55: APOSTILA DE ANALÍTICA

Tratado pelo sulfato de cobre, CuSO4, em solução neutra ou acética, dá precipitado castanho avermelhado de ferrocianeto de cobre, Cu2|Fe(CN)6|, insolúvel em ácido acético diluído, porém se decompõe se tratado por solução de hidróxidos alcalinos.

K4|Fe(CN)6|  +  2 CuSO4    →    Cu2|Fe(CN)6|  +  2 K2SO4 

2.2. CONFIRMAÇÃO PARA O ÂNION FERRICIANETO, |Fe(CN)6|3-

Tratado pelo sulfato de cobre, CuSO4, dá precipitado amarelo verdoso de ferricianeto de cobre - Cu3|Fe(CN)6|2.

2 K3|Fe(CN)6|   +   3 CuSO4   →    Cu3|Fe(CN)6|2   +   3 K2SO4 

2.3. CONFIRMAÇÃO PARA O ÂNION CLORETO, Cl-

Quando se mistura a um cloreto sólido igual quantidade de bióxido de manganês, MnO2, e ácido sulfúrico, H2SO4, concentrado e se aquece suavemente há desprendimento de cloro, Cl2, que pode ser identificado pelo odor característico, pela cor amarela esverdeada, por descorar um papel de tornassol umedecido e pela cor azul que toma o papel de iodeto de potássio com amido. Primeiro se forma o cloreto de hidrogênio, HCl que logo se oxida a cloro.

NaCl   +  H2SO4    →    NaHSO4    +    HCl

MnO2    +   4 HCl   →   MnCl2    +  Cl2  +  2 H2O

Cl2    +    2 KI    →   2 KCl   +   I2

I2    +   amido   =   cor azul intensa 

2.4. CONFIRMAÇÃO PARA O ÍON IODETO, I-

Quando se mistura um iodeto sólido igual quantidade de bióxido de manganês, MnO2, e ácido sulfúrico, H2SO4, concentrado e se aquece suavemente, há despreendimento de vapores violáceos de iodo que podem ser identificados pela cor característica. Primeiro forma-se iodeto de hidrogênio, HI, que logo se oxida a iôdo, I2.

NaI   +   H2SO4    →    NaHSO4   +   HI

MnO2   +    4 HI   →    MnI2    +   2 H2O   +   I2

I2 = vapores violáceos 

2.5. CONFIRMAÇÃO PARA O ÂNION BROMETO, Br-

Page 56: APOSTILA DE ANALÍTICA

Quando se mistura a um brometo sólido igual quantidade de bióxido de manganês, MnO2, e ácido sulfúrico,H2SO4, concentrado e se aquece suavemente, há desprendimento de vapores de bomo,Br2, que podem ser identificados pela coloração castanho avermelhada característica.

NaBr   +   H2SO4    →    NaHSO4   +   HBr

MnO2    +   4 HBr   →    MnBr2    +   2 H2O +   Br2

Br2  =  vapores castanho - amarelados            

aula Prática No 14 

Assunto: Análise por Via Úmida - Pesquisa Analítica de Ânions

Identificação e CONFIRMAÇÃO dos ÂNions do 2o Grupo

 1. INTRODUÇÃO

       Pertencem ao grupo II os ânions cujos sais de prata são insolúveis na água porém solúveis no ácido nítrico diluído. São eles:   CO3

2-; HCO3-; PO4

3-; CrO42- e

Cr2O72-.

       Após constatar, seguindo a marcha sistemática indicada, que a solução em exame contém um ânion do grupo II, cabe-nos somente pesquisar qual dos ânions acima corresponde ao presente na amostra.

     A orientação para a pesquisa é dada pela cor do sal de prata obtido:

     sal de prata amarelo:  fosfato

     sal de prata vermelho:  cromato ou dicromato

sal de prata branco:  carbonato ou bicarbonato 

Page 57: APOSTILA DE ANALÍTICA

       O carbonato e o bicarbonato de prata são brancos mas podem tender a um escurecimento. São facilmente identificáveis pela efervescência que ocorre quando se adiciona HNO3 para dissolvê-los.

       É necessário que se faça uma distinção entre os que formam sais de prata vermelho. Neste caso a distinção é feita pela cor da solução em exame:

     solução amarela:  cromato

     solução alaranjada: dicromato 

     Também para os que dão sal de prata branco:

     1) Trata-se uma pequena porção da solução em exame com um sal solúvel de magnésio (MgSO4).

     Aparecendo um precipitado branco:  carbonato.

     Não aparecendo precipitado:   bicarbonato.

     Após identificado o ânion devemos efetuar as reações de confirmação.

 

2.   REAÇÕES DE CONFIRMAÇÃO 

2.1. CONFIRMAÇÃO PARA O ÂNION CROMATO, CrO42-

Tratado pelos sais solúveis de chumbo como acetato de chumbo, Pb(CH3COO)2, por exemplo, dá precipitado amarelo de cromato de chumbo, PbCrO4, insolúvel em ácido acético e solúvel em ácido nítrico diluído.

K2CrO4  +  Pb(CH3COO)2    →    PbCrO4   +   2 KCH3COO 

2.2. CONFIRMAÇÃO PARA O ÂNION DICROMATO,Cr2O72-

Os dicromatos, alaranjados, quando tratados por uma base, como por exemplo o hidróxido de sódio, NaOH, transformam-se em cromatos, amarelos.

K2Cr2O7   +   2 NaOH   →   2 NaCrO4   +   H2O 

2.3. CONFIRMAÇÃO PARA O ÂNION FOSFATO, PO43-

Tratado pelo sulfato de cobre, CuSO4, dá precipitado azul de fosfato cúprico, Cu3(PO4)2.

2 Na2HPO4  +  3 CuSO4   →   Cu3(PO4)2  +  2 Na2SO4  +  H2SO4 

Page 58: APOSTILA DE ANALÍTICA

2.4. CONFIRMAÇÃO PARA O ÂNION CARBONATO, CO32-.

Tratado pelo cloreto de cálcio, CaCl2, dá precipitado branco de carbonato de cálcio, CaCO3, solúvel no ácido acético diluído.

Na2CO3  +   CaCl2   →   CaCO3   +   2 NaCl 

2.5. CONFIRMAÇÃO PARA O ÂNION BICARBONATO, HCO3-.

As reações para o ânion bicarbonato são geralmente as mesmas do ânion carbonato. A principal distinção é feita mediante reação com um sal solúvel de magnésio, já vista anteriormente.

2 NaHCO3  +  MgCl2   →   Mg(HCO3)2  +  2 NaCl

 

Aula Prática No 15 

Assunto: Análise por Via Úmida - Pesquisa Analítica de Ânions

Identificação e CONFIRMAÇÃO dos ÂNions do 3o Grupo

 1. INTRODUÇÃO

       Pertencem ao grupo III os ânions cujos sais de prata são solúveis na água e no ácido nítrico diluído.

Permanganato (), Nitrato (), Sulfato ()

       Após constatar, seguindo a marcha sistemática indicada que a solução em exame contém um ânion do grupo III, cabe-nos somente pesquisar qual dos ânions acima corresponde ao presente na amostra.

       A orientação para a pesquisa é dada inicialmente pela cor da solução em exame:

Solução violeta:   Permanganato

Solução incolor:   Nitrato ou Sulfato 

       Para aqueles cuja solução é incolor, a distinção pode ser feita tratando a solução em exame com acetato de chumbo: 

Precipitado branco:  Sulfato

Page 59: APOSTILA DE ANALÍTICA

Precipitado ausente:      Nitrato 

Efetuada a verificação, devemos realizar as reações de confirmação.

 

2. REAÇÕES DE CONFIRMAÇÃO

2.1. CONFIRMAÇÃO PARA O ÂNION PERMANGANATO, MnO4-

Os permanganatos são reduzidos pelo nitrito de sódio,NaNO2, em presença do ácido sulfúrico, com formação do íon nitrato, NO3

-, e descoramento da solução.

2 KMnO4 + 5 NaNO2 + 3 H2SO4 →  2 MnSO4 + 5 NaNO3 + K2SO4 + 3 H2O

 2.2. CONFIRMAÇÃO PARA O ÂNION SULFATO, SO4

2-

Tratado pelos sais solúveis de bário, como por exemplo cloreto de bário, BaCl2, dá um precipitado branco de sulfato de bário, BaSO4, insolúvel em ácidos.

Na2SO4  +  BaCl2   →  BaSO4   +   2 NaCl

 2.3. CONFIRMAÇÃO PARA O ÂNION NITRATO, NO3

-

Alcalinize 1,0 ml da solução em exame com igual porção de hidróxido de sódio, NaOH, 6 F (ou uma lentilha de NaOH) cuidando para que as paredes internas do tubo de ensaio não sejam molhadas. Coloque uma pitada de zinco em pó (ou de alumínio, ou da liga de Devarde). Coloque um pouco de algodão  no meio do tubo de ensaio e uma tira de papel indicador de pH, umedecido com água destilada, na boca do mesmo tubo. Aqueça até ferver. O desprendimento de amônia, NH3, observado pela coloração que toma o papel indicador, indica que a amostra é um nitrato.

4 Zn  +  8 NaOH  →  4 Na2ZnO2  +  4 H2

4 H2  +  NaNO3   →   NH3  +  2 H2O  +  NaOH   

4 Zn + 7 NaOH + NaNO3  → 4 Na2ZnO2 + NH3 + 2 H2O  

2a Parte: SEPARAÇÃO E IDENTIFICAÇÃO DE CÁTIONS DO 1 O GRUPO     

Page 60: APOSTILA DE ANALÍTICA

  

1. Tomar cerca de 10 ml da amostra e adicionar HCl 6 F gota a gota até total precipitação. Filtrar em papel de filtro qualitativo. Com o filtrado verificar se a precipitação foi total adicionando 3 a 4 gotas de HCl 6 F.

2. Despreza-se o filtrado 3. O resíduo pode conter AgCl, PbCl2 e Hg2Cl2. Lava-se com cerca de 30

ml de água fervendo no próprio funil e recolhe-se o filtrado em bequer pequeno. Verificar se a solubilização do PbCl2 foi total adicionando mais um pouco de água quente, recolhendo as últimas gotas em um  tubo de ensaio e testando com K2CrO4.

4. O filtrado pode conter PbCl2. Deixar esfriar e adicionar K2CrO4. Um precipitado amarelo de PbCrO4 indica a presença de chumbo.

5. O resíduo pode conter AgCl e Hg2Cl2. Lançar no próprio funil cerca de 5 ml de NH3 6F. Filtrar.

6. O filtrado pode conter Ag(NH3)2+(aq)Cl-(aq). Acidificar com HNO3 6 F. Um

precipitado branco  de AgCl indica a presença de PRATA. 7. O resíduo se tornando cinza escuro indica a presença de MERCÚRIO

( Hg(l) + HgNH2Cl(s) ).

 

                         

Page 61: APOSTILA DE ANALÍTICA

                         

       Como vimos, pertencem ao grupo I os ânions cujos sais de prata são

Insolúveis na água e no ácido nítrico diluído.

       Após constatar, seguindo a marcha sistemática indicada, que a solução em exame contém um ânion do grupo I, cabe-nos somente pesquisar qual dos ânions acima corresponde ao presente na amostra.

       A orientação para a pesquisa é dada pela cor do precipitado obtido quando se tratou a solução em exame com o AgNO3.

       Precipitado branco:      cloreto

                                               ferrocianeto

                               iodato   

       Precipitado amarelo:     brometo

                                                Iodeto

                                                bromato  

Page 62: APOSTILA DE ANALÍTICA

       Precipitado alaranjado:  ferricianeto

                                                        

           É preciso que se faça uma distinção entre os que dão precipitados branco. 

       Solução colorida:  ferrocianeto

       Solução incolor:   cloreto

                                       iodato 

       Nesta etapa o ferrocianeto pode ser confirmado com FeCl3. Deverá aparecer um precipitado azul intenso de ferrocianeto férrico.  

       Para a solução incolor.

       Tratar com solução de cloreto de bário – BaCl2

       Precipitado branco:   iodato

       Precipitado ausente: cloreto 

       Para os ânions que dão precipitados amarelo:

       Solução incolor:    brometo

       Solução incolor:    iodeto

       Solução incolor:    bromato 

       Tratar a solução em exame com água de cloro, em meio ácido:

       Bromato: não há reação

       Brometo: libera bromo – Br2 de coloração castanha recolhe no clorofórmio: coloração amarela.

       Iodeto: libera iodo – I2 de coloração violácea recolhe no clorofórmio: coloração rósea (ou violácea). 

OBS: O ferricianeto é identificado pela cor alaranjada do precipitado obtido quando tratado com o nitrato de prata. 

       Identificado o ânion, resta-nos somente efetuar as reações de confirmação: 

Page 63: APOSTILA DE ANALÍTICA

REAÇÕES DE CONFIRMAÇÃO:

Confirmação para o ânion ferrocianeto – [Fe(CN)6]4-

       A solução amostra foi tratada pelo sulfato de cobre, CuSO4, em solução neutra ou acética, dando precipitado castanho avermelhado de ferrocianeto de cobre, Cu2[Fe(CN)6], insolúvel em ácido acético diluído. 

Confirmação para o ânion ferricianeto – [Fe(CN)6]3-

       A solução amostra foi tratada pelo sulfato de cobre, CuSO4, dando precipitado amarelo verdoso de ferricianeto de cobre, Cu3[Fe(CN)6]2. 

 

Confirmação para o ânion cloreto – Cl-

       Quando se mistura a um cloreto sólido igual quantidade de bióxido de manganês, MnO2, e ácido sulfúrico, H2SO4, concentrado e se aquece suavemente há desprendimento de cloro, Cl2, que pode ser identificado pelo odor característico, pela cor amarela esverdeada, por descorar um papel de tornassol umedecido e pela cor azul que toma o papel de iodeto de potássio com amido. Primeiro se forma o cloreto de hidrogênio, HCl que logo se oxida a cloro.     

Confirmação para o ânion iodeto – l-

       Quando se mistura a um iodeto sólido igual quantidade de bióxido de manganês, MnO2, e ácido sulfúrico, H2SO4, concentrado e se aquece suavemente há desprendimento de vapores violáceos de iodo que podem ser identificados pela cor característica. Primeiro forma-se iodeto de hidrogênio, HI, que logo se oxida a iodo, I2.    

Confirmação para o ânion brometo – Br-

       Quando se mistura a um brometo sólido igual quantidade de bióxido de manganês, MnO2, e ácido sulfúrico, H2SO4, concentrado e se aquece suavemente há desprendimento de vapores castanho-amarelado de bromo que podem ser identificados pela cor característica. Primeiro forma-se brometo de hidrogênio, HI, que logo se oxida a bromo, Br2.  

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