Segurana no laboratrioTrabalhos em laboratrio de qumica necessariamente envolvem um grau de risco e acidentes que podem acontecer. Observar as seguintes regras que podem amenizar ou mesmo prevenir acidentes:

Fora do laboratrio verifique a localizao mais prxima dos extintores de incndio, lavadores de olhos e chuveiros. Informe-se sobre o uso adequado e especfico de cada um e no hesite em utiliz-los se houver necessidade;

A probabilidade de ocorrer acidentes exige que culos de proteo sejam utilizados durante todo o tempo de permanncia no laboratrio. culos prescritos regularmente no so substitudos adequadamente para os protetores de olhos. Lentes de contato nunca devero ser utilizadas no laboratrio porque os vapores podero reagir com as mesmas e ter um efeito malfico sobre os olhos;

A maioria dos produtos qumicos no laboratrio so txicos, alguns muito txicos e outros em concentraes elevadas como solues concentradas de cidos e bases so corrosivas. Evite contado destas solues com sua pele. Na eventualidade de um contato destas solues, lave imediatamente a parte afetada com gua em abundncia. Se uma soluo corrosiva respingar sobre sua roupa, retire-a imediatamente. Tempo essencial!

Nunca realize uma experincia no autorizada.

Nunca trabalhe sozinho no laboratrio, esteja seguro que algum esteja por perto.

Nunca traga bebidas e comidas para o laboratrio. No beba lquidos com vidrarias de laboratrio. No fume.

Sempre utilize bulbos peras para colocar lquido dentro de uma pipeta. Nunca use a boca para realizar suco.

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Use guardanapo como proteo e calados adequados (nunca sandlias). Caso o cabelo seja comprido, prenda-o adequadamente.

Tenha muito cuidado ao tocar objetos que foram aquecidos, vidro quente ou frio apresenta exatamente o mesmo aspecto.

Use mscaras quando gases txicos estiverem envolvidos na operao. Seja cauteloso quando realizar testes de odor; use suas mos para levar o vapor prximo ao nariz.

Notifique seu instrutor na ocorrncia de alguma dvida ou acidente.

Disponha as solues e os reagentes conforme instrues. ilegal jogar solues que contenham ons de metais pesados ou solventes orgnicos no esgoto da rede. Um armazenamento alternativo se faz necessrio para este tipo de solues.

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PARTE 1. PRTICAS DE QUMICA ANALTICA QUALITATIVA PRTICA 1- Tcnicas e equipamentos utilizados na anlise 1qualitativa Nesta prtica sero apresentados os equipamentos, aparatos de laboratrio e operaes comuns usados normalmente na anlise qualitativa. 1.1. INTRODUO Neste curso, as anlises so efetuadas no nvel que comumente denominado de semimicro. Nesta escala de trabalho a quantidade de reagentes empregados no muito grande, da ordem de gramas, nem muito pequena, da ordem de microgramas. As solues amostradas so cerca de 0,1 mol/L e o volume com que se trabalha sempre inferior a 1 mL, de maneira que para um valor mdio de um on soluto existir menos de 10 mg do on na amostra. Os testes de identificao para a maioria dos ons so efetivos se aproximadamente de 1 a 2 mg das espcies esto presentes. Portanto, os procedimentos analticos devem ser executados com bastante cuidado para se evitar perdas da maior parte de qualquer dos componentes durante a anlise. Como a maioria dos mtodos analticos, anlise qualitativa semimicro tambm exige a utilizao de equipamentos e tcnicas especiais. Assim, o conhecimento dos procedimentos de laboratrio e a maneira com que eles devem ser corretamente executados so fundamentais para a obteno de resultados confiveis.

1.2.

EQUIPAMENTOS E APARATOS USADOS NA ANLISE SEMIMICRO Os equipamentos e aparatos de laboratrio utilizados na anlise

qualitativa semimicro so mostrados abaixo. Este material ser apresentado ao aluno pelo Professor, que descrever o uso de cada um. Os equipamentos e aparatos de laboratrio so:

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1.3.

OPERAES COMUNS DE LABORATRIO USADAS NA ANLISE SEMIMICRO

1.3.1. Lavagem de tubos de ensaio Os tubos de ensaio e materiais de vidro em geral devem ser lavados imediatamente aps o uso. Uma soluo aquosa de detergente comum e uma escova apropriada para tubos sero suficientes para remover toda sujeira. Em seguida, lavar com gua de torneira e depois com gua destilada.

1.3.2. Quantidades

Na escala semimicro, os volumes dos lquidos sero medidos em termos de gotas. Uma gota corresponde a 0,5 mL. Sendo assim, 20 gotas correspondem aproximadamente 1 mL. Consideraremos que os conta-gotas dos frascos reagentes pingam uma gota-padro. No caso de se desejar medir

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volume com maior rigor, deve ser utilizado pipetas capilares graduadas. Para a medida da quantidade de slidos dificilmente usa-se balana. Refere-se em uma quantidade de ponta de esptula que corresponde aproximadamente 0,15 a 0,20 g da substncia slida quando se usa uma esptula do tipo mostrado na Figura 1.1.

Figura 1.1. Esptula de ao inox.

1.3.3. Adio de Reagentes

A adio de reagentes realizada utilizando os conta-gotas dos frascos de reagente para transferir a soluo diretamente para o tubo de ensaio contendo a amostra. Evite a contaminao dos reagentes. Use sempre o mesmo conta-gotas para o mesmo frasco de reagente. A Figura 1 . 2 mostra a maneira correta para adio dos reagentes.

Figura 1.2. Tcnicas de adio e pipetagem: (a) Adio de reagentes: tcnica correta e incorreta; (b) Separao de uma soluo do precipitado com uma pipeta capilar.

1.3.4. Mistura de Reagente 15

Por causa do pequeno dimetro interno dos tubos de ensaio e dos tubos de centrfuga. A mistura de reagente uma das operaes mais crticas e difceis da anlise semimicro. Os procedimentos mais adequados so:

B) Se a soluo ocupa menos da metade do tubo de ensaio, se consegue misturar bem segurando a parte superior do tubo com os dedos polegar e indicados de uma das mos e golpeando, com o dedo indicador da outra mo, a parte inferior do tubo. Esta tcnica no funciona to bem com os tubos de centrfuga, por causa do estreitamento da parte inferior. C) Se a soluo ocupa mais da metade da capacidade do tubo, melhor misturar transferindo o contedo, alternativamente, de um tubo para o outro. D) Pode-se misturar tambm uma soluo eficiente, sugando uma parte dela com uma pipeta capilar (mas no fazendo a suco at o interior do tubo) e expelindo-a no fundo do tubo. Esta operao deve ser repetida, pelo menos duas vezes. E) Se pode tambm agitar a soluo com um basto de vidro, utilizando movimentos combinados para cima, para baixo e circulares.

1.3.5. Aquecimento de Solues

Muitas reaes ocorrem melhor com reagentes aquecidos. Solues em caarolas (ou cadinhos) podem ser aquecidas diretamente sobre uma chama. Esta prtica no aconselhvel para solues em tubos de ensaio ou centrfuga por causa da possibilidade de haver perda do material por projeo. mais conveniente aquecer solues em tubos colocando-os em banho-maria (Figura 1.3). Os tubos de centrfuga podem ser colocados diretamente no banho, apoiados na parede interna do bquer, ou colocados suspensos num banho-maria.

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Figura 1.3. Tcnica de aquecimento e evaporao usando banhomaria.

1.3.6. Evaporao de Solues

Em alguns casos necessrio reduzir um lquido a um volume menor. Isto pode ser realizado para concentrar uma espcie, remover um componente voltil, ou talvez porque a reao s ocorrer rapidamente apenas numa soluo a ebulio. Quando esta operao necessria, os recipientes mais adequados so as caarolas (ou cadinhos) de porcelana. As evaporaes devem ser efetuadas sem que haja salpicos, o que acarretaria perdas do material. Um super aquecimento do resduo

remanescente da evaporao deve tambm ser evitado, pois muitas vezes o resduo ou o voltil ou muda para uma forma menos solvel durante a calcinao, o que complica muito a anlise. Estas dificuldades so contornadas com as seguintes tcnicas: (a) Use um micro-queimador e ajuste-o para dar uma chama no mais elevada que 1,5 cm. Se necessrio, use o controlador rosqueado do tubo queimador. A chama obtida conhecida em procedimentos analticos como microchama. (b) Durante a evaporao em caarolas, mantenha o contedo em agitao, com movimentos giratrios, conforme mostra a Figura 1.4. medida que a secagem vai se aproximando, a parte central do fundo tende a secar primeiro. Movimentos giratrios e inclinados devem ser feitos para manter mida. Antes de a secura ser completada, retire a caarola da chama e deixe o 17

calor absorvido completar a evaporao.

Figura 1.4. Tcnica de aquecimento e evaporao usando um cadinho ou cpsula de porcelana.

1.3.7. Precipitao de um Slido

Uma das reaes mais comuns da anlise qualitativa a precipitao de substncias de uma soluo. Esta se efetua com freqncia nos tubos de centrfuga. Para acompanhar uma precipitao, adicione a quantidade indicada do reativo precipitante na soluo amostra, gota a gota, e misture bem com o basto de vidro aps a adio de cada gota. Isto facilita o aquecimento mais lento dos cristais do precipitado, separando-se melhor da soluo por centrifugao. Aquea a soluo no banho-maria se assim indicado. Isto favorece a coagulao dos precipitados coloidais. Alguns precipitados se formam lentamente, ento, deve ser dado tempo suficiente para sua

completa precipitao. Terminada a precipitao, centrifugue o slido, e antes da decantao do lquido adicione uma ou duas gotas do reativo precipitante, e observe a formao ou no de turvao. Se o lquido sobrenadante no se turvar, fica comprovado que o on separado precipitou completamente. Em caso contrrio, se adiciona a este lquido mais reativo precipitante e se repete as operaes descritas. Nos procedimentos analticos usado quantidade suficiente de reagente para fornecer uma precipitao completa, porm uma boa prtica, comprov-las. 18

1.3.8. Centrifugao

Como esta uma operao mais rpida que a filtrao, invariavelmente usada para separar pequenas quantidades de precipitado da soluo. Os seguintes pontos devem ser observados ao se usar uma centrfuga: (a) O cabeote da centrfuga deve ficar rigorosamente equilibrado.

Contrabalance o tubo que contm a amostra com outro contendo igual volume de gua, colocando-o em contraposio na centrfuga (Figura 1.5). Equilibre sempre um tubo de centrfuga com outro tubo de centrfuga e um tubo de ensaio com outro tubo de ensaio. Uma centrfuga desbalanceada trepidar e passear na bancada, o que pode danific-la e pr em perigo a segurana dos presentes.

Figura 1.5. Centrfuga de laboratrio.

(b)

Centrifugue

por

cerca

de

30

segundos

na

velocidade

mxima.

Compartilhe a centrfuga com os outros colegas, dando-lhes a chance de us-las.

1.3.9. Separao do sobrenadante e precipitado

A soluo lmpida, obtida por centrifugao, pode ser separada atravs do processo mais simples que retir-la com um conta-gotas capilar. O tubo de centrfuga mantido num ngulo inclinado na mo esquerda, comprime-se o bulbo de borracha do conta-gotas capilar com a mo direita para expelir o ar e introduz-se o capilar na soluo. Enquanto a presso 19

liberada lentamente, o conta-gotas vai sugando gradualmente todo o lquido. Deve-se ter muito cuidado para evitar que o conta-gotas toque o precipitado contido no fundo do tubo de centrfuga. Se a centrfuga tiver uma inclinao, o precipitado se distribuir preferencialmente num dos lados. Os precipitados que aderem s paredes do tubo no sedimentaro. No h nenhum dano, desde que o precipitado permanea sobre as paredes durante a pipetagem. Outros precipitados so leves e flutuam mesmo aps a pipetagem. Se houver perigo das partculas dos precipitados penetrarem no capilar, coloque um pequeno chumao de algodo na ponta da pipeta para filtrar a soluo. A soluo drenada deve ser transferida para outro recipiente.

1.3.10. Lavagem do precipitado

Mesmo aps remoo do lquido sobrenadante, todos os precipitados se umedecero com uma pequena quantidade de soluo. Como este lquido contm ons que podem interferir em testes futuros, deve ser removido. Alm disso, o precipitado pode tambm absorver ons da soluo na sua superfcie. Para remover estes ons e aumentar a pureza dos precipitados, necessrio lav-los. O lquido de lavagem normalmente a gua, porm algumas vezes melhor usar uma soluo bem diluda do reagente utilizado na precipitao. Para efetuar a secagem, adicione a quantidade indicada do lquido de lavagem ao precipitado e misture bem com um basto de vidro, para disperslo do lquido. Aps a centrifugao, o lquido sobrenadante retirado e pode ser adicionado ao primeiro decanto se ele contm uma quantidade aprecivel de ons ou pode ser desprezado. Como regra geral, mais eficiente lavar o precipitado com duas pores pequenas do lquido de lavagem do que com uma poro do mesmo volume total das duas.

1.3.11. Transferncia de precipitados

Algumas vezes necessrio transferir um precipitado de um tubo para o outro. Isso ocorre quando os precipitados esto em 2 tubos ou mais. 20

Sendo assim, os precipitados devem ser combinados antes de prosseguir com o experimento. Para executar esta operao, adicione gua a um precipitado, disperse-o na gua sugando e esguichando a mistura, repetidas vezes, com uma pipeta. Por fim, pipete e transfira rapidamente para o outro tubo. Limpe, em seguida, a pipeta cuidadosamente.

1.3.12. Teste de acidez

Os papis indicadores de pH so os mais teis para esta finalidade. Existem vrios tipos a disposio, desde o familiar papel de tornassol at os de faixa larga. Estes ltimos vm com a mistura de indicadores e, conforme o pH , apresentam uma cor ou colorao diferente. Para usar um papel indicador, introduza a ponta do basto de vidro na soluo sob o estudo, retire-o cuidadosamente e toque o papel com a ponta do basto. Tome cuidado para no encostar o basto nas paredes internas do tubo que podem estar umedecidas com cido ou base em decorrncia de um processo de mistura inadequada. Grande parte dos erros cometidos pelos principiantes neste teste pode ser evitado fazendo-se uma mistura completa. Os papis indicadores nunca devem ser imersos na soluo para evitar alguns convenientes, tais como, perda de soluo por absoro do papel, especialmente quando o volume for pequeno, e contaminao com indicador e com fibra de papel.

Figura 1.6. Papel indicador de faixa larga. 21

2PRTICA 2- Ctions do grupo I 2.1. INTRODUO Os ons dos metais alcalinos Na+ e K+ so os maiores ctions do perodo que pertencem. Estes ons possuem uma carga pequena e a estrutura de um gs nobre. Por isso, tm uma fraca atrao por nions e molculas. Por este motivo, a maioria de seus sais so solveis em gua e seus ons raramente formam complexos. O on amnio (NH4+), por apresentar a mesma carga e quase o mesmo raio inico que os ons sdio e potssio, quimicamente similar a estes ons e, por esse motivo, estudado neste grupo. Esse grupo de ctions no possui um reagente especfico para separlos. Neste caso, a identificao de cada um deve ser realizada numa soluo contendo todos os ons sem prvia separao.

2.2. CTIONS DO GRUPO I Os sais de sdio possuem colorao branca e so solveis em gua. Em soluo aquosa so quimicamente inertes e no so reduzidos aos seus ons metlicos. Os sais de sdio freqentemente cristalizam como hidratos. As propriedades gerais dos sais de potssio so similares s do on sdio. So geralmente brancos e solveis em gua. Embora o on amnio no seja um ction metlico, seus sais possuem propriedades semelhantes aos metais alcalinos. Os sais de amnio geralmente so brancos e solveis em gua.

2.3. REAES DOS ONS DO GRUPO I 2.3.1. SDIO (Na+) 2.3.1.1. Teste de chama O teste de chama baseia-se no fato de que quando certa quantidade de energia formada a em determinado elemento qumico, alguns eltrons da ltima camada de valncia absorvem esta energia passando para um nvel mais elevado, produzindo o que chamamos de um estado excitado. Quando um desses eltrons excitados retorna a um estado fundamental, emite uma quantidade de energia radiante, igual aquela absorvida, cujo comprimento de 22

onda caracterstico do elemento e da mudana do nvel eletrnico de energia. Assim, luz de um comprimento de onda particular ou cor, utilizada para identificar o referido elemento. A temperatura da chama do bico de Bunsen suficiente para excitar uma quantidade de eltrons de certos elementos que emitem luz ao retornarem ao estado fundamental de cor e intensidade, que podem ser detectadas com considervel certeza e sensibilidade atravs da observao visual da chama. Tal procedimento denominado teste de chama e ser utilizado para a identificao de sdio e potssio. O teste de chama para o sdio d uma colorao amarelo ouro persistente, causada pela emisso de luz de comprimento de onda entre 589,0 e 589,6 nm. Este teste altamente sensvel e permite detectar concentraes de sdio to baixas como 1 g/mL ( < 5.10-5 mol/l). 2.3.2. REAO DOS ONS POTSSIO (K+) 2.3.2.1.Teste de chama O teste de chama para o on potssio menos sensvel do que o teste para o sdio. O potssio d uma colorao violeta que se extingue rapidamente chama, e facilmente mascarada pelo sdio. Pode se utilizar um vidro de cobalto para absorver a luz amarela do sdio e permitir que a cor da chama do potssio seja observada. O vidro transmite a luz somente nos extremos do espectro visvel, exatamente onde se encontram as linhas espectrais do potssio. O potssio d uma chama levemente violeta no teste de chama, como resultado da emisso de duas linhas, uma 404,0 nm (violeta) e outra a 768,0 nm (vermelha), que facilmente mascarada pela chama do sdio em 589,0 nm. Felizmente, a cor da chama devido ao on sdio no transmitida pelo vidro de cobalto que absorve luz de comprimento de onde entre 500 e 670 nm, enquanto a cor da chama do on potssio transmitida. Assim, vista atravs deste vidro a chama do potssio aparece vermelha. A identificao do on potssio tambm pode ser feita atravs da precipitao com cobaltonitrito de sdio. 3K+ + [Co(NO2)63-] K3[Co(NO2)6](s) (precipitado amarelo)

23

A composio do precipitado amarelo varia entre K2Na[Co(NO2)6] e K3[Co(NO2)6], dependendo da concentrao dos ons sdio e da temperatura da soluo. Usar uma soluo de cloreto de potssio para fazer o teste. 2.3.3. REAO DOS IONS AMNIO (NH4+) A reao do on amnio com o cobaltonitrito de sdio forma um precipitado amarelo, (NH4)3[Co(NO2)6], cujas caractersticas so idnticas ao formado com o on potssio: 3 NH4+ + [Co(NO2)63-

(NH4)3[Co(NO2)6](s) (precipitado amarelo)

O procedimento idntico ao usado com o potssio. Usar uma soluo de cloreto de amnio para fazer o teste. A presena do on amnio em soluo tambm pode ser detectada atravs de uma reao com excesso de uma base forte (NaOH). A reao envolvida neste teste pode ser expressa pela seguinte equao: NH4+ + OH2.4. PARTE EXPERIMENTAL 2.4.1. Identificao do on sdio 2.4.1.1. Teste de chama 1. Limpar o fio de platina ou fio de Ni-Cr ao rubro na chama (ajustar a chama do bico de Bunsen para uma chama azul). 2. Mergulhar o fio de platina ou fio de Ni-Cr na soluo de cido clordrico concentrado (20 gotas) contido em um tubo de ensaio. Cuidado para no ser mergulhar o fio na soluo de cido, enquanto estiver rubro, pois o basto de vidro pode quebrar se na juno. Este processo deve ser repetido vrias vezes at que o fio, quando aquecido, no apresenta colorao alguma chama. 3. Colocar uma pequena poro de cloreto de sdio num vidro de relgio. Mergulhar o fio em cido clordrico concentrado e depois no sal. Levar o fio contendo o sal chama oxidante do bico de Bunsen (chama azul). Observar a colorao amarela intensa produzida. 24

NH3 + H2O

NOTA (1): O cido clordrico usado devido volatilidade dos cloretos de metais alcalinos. Os nitratos e sulfatos se decompem em xidos no volteis.

2.4.2. Identificao do on potssio 2.4.2.1. Teste de chama 1. Limpar o fio de platina ou fio de Ni-Cr ao rubro na chama. 2. Mergulhar o fio de platina ou fio de Ni-Cr na soluo de cido clordrico concentrado (20 gotas) contido em um tubo de ensaio. 3. Colocar uma pequena poro de cloreto de sdio num vidro de relgio. Mergulhar o fio em cido clordrico concentrado e depois no sal. Levar o fio contendo o sal chama e observar a chama atravs de um vidro de cobalto. Uma colorao violeta avermelhada de curta durao, quando vista atravs do vidro de cobalto, prova a existncia de potssio na amostra. NOTA (2): O teste de chama no por si s conclusivo para identificao deste on, todavia, timo complemento para o teste de potssio.

2.4.2.2. Cobaltonitrito 1. Juntar 3 gotas de uma soluo de cloreto de potssio 0,2 mol/L, 3 gotas de cido actico 3 mol/L e um mesmo volume de acetato de sdio 3 mol/L num tubo de ensaio. 2. Adicionar 6 gotas de soluo de cobaltonitrito de sdio 0,2 mol/L, respectivamente preparada. Se o precipitado no se formar de imediato, deixa o tubo repousar por alguns minutos. NOTA (3): A finalidade de se fazer a precipitao dos ons potssio com cobaltonitrito de sdio num meio tamponado com cido actico acetato de sdio, para evitar que num meio cido ocorra a decomposio do reagente: 3NO2- + 2H+ 2NO + O2 2NO + H2O + NO32NO2

Neste caso o Co (III) reduzido a Co (II) tornado a soluo rosada, e num meio fortemente bsico ocorre a precipitao de Co(OH)3 de colorao marrom escuro. NOTA (4): Quando for realizado a anlise de uma mistura de ctions do grupo I, antes de se fazer o teste com cobaltonitrito para o potssio deve se eliminar qualquer trao de NH4+ na amostra porque ons amnio reagem com 25

cobaltonitrito formando um precipitado amarelo, (NH4)3[Co(NO2)6], de aparncia idntica ao sal potssio. Para eliminar os ons amnio da amostra utilizado o seguinte procedimento: tomar 3 gotas de soluo da amostra num tubo de ensaio, adicionar 8 gotas de uma soluo de hidrxido de sdio 4 mol/L e aquecer cuidadosamente o tubo, at que o papel vermelho de tornassol umedecido com gua destilada no acuse desprendimento de NH3, atravs da colorao azul. Neutralizar a soluo com cido actico diludo e testar o potssio de acordo com o procedimento descrito anteriormente. Um precipitado amarelo de K3[Co(NO2)6] indica presena de potssio. 2.4.3. Identificao do on amnio 2.4.3.1. Base forte 1. Adicionar num tubo de ensaio 3 gotas de soluo de cloreto de amnio 0,2 mol/L e 8 gotas de soluo de hidrxido de sdio 4 mol/L. 2. Aquecer cuidadosamente o tubo e testar a amnia desprendida por meio de um papel de tornassol vermelho colocado sobre o tubo, porm, sem toc lo. A mudana da cor vermelha do papel para azul indica a presena de amnia e conseqentemente de sais de amnia na amostra testada. NOTA (5): Deve se tomar cuidado para que a soluo alcalina no espirre durante o aquecimento, devido ebulio, atingindo o papel de tornassol, pois levar a uma concluso errnica.

2.4.3.2. Cobaltonitrito 1.Juntar 3 gotas de uma soluo de cloreto de amnio 0,2 mol/L, 3 gotas de cido actico 3 mol/L e um mesmo volume de acetato de sdio 3 mol/L num tubo de ensaio. 2. Adicionar 6 gotas de soluo de cobaltonitrito de sdio 0,2 mol/L, respectivamente preparada. A formao de um precipitado amarelo confirma a presena do on amnio na amostra. NOTA (6): Lembrar que ons potssio tambm reagem com cobaltonitrito formando um precipitado amarelo.

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2.5. Resumo dos ctions do grupo I

Teste

Procedimento Fio Ni-Cr Limpo com HCl conc. MCl (slido) 3 gotas NH4Cl 0,2 mol/L 8 gotas de NaOH 4 mol/L Aquecimento (banhomaria) Tornassol vermelho deve ser colocado no vapor liberado 3 gotas MCl 0,2 mol/L 2 gotas de HAc 6 mol/L 3 gotas de NaAc 6 mol/L 6 gotas de cobaltonitrito

Na+

K+

NH4+

Chama

Amarela

Violeta

No d cor na Chama

NaOH (base forte)

No reage

No reage

Tornassol vermelho fica AZUL (desprendimento de NH3)

Cobaltonitrito de sdio Na3[Co(NO2)6]

No reage

K2 NaCo(NO2)6 (ppt amarelo)

(NH4)2 NaCo(NO2)6 (ppt amarelo)

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2.6. Esquema da anlise sistemtica da mistura dos ctions do grupo I (Na+, K+ e NH4+)Na+, K+, NH4+No

NH4+, positivo?

Teste de ChamaFio Ni/Cr Limpo em HCl conc. Amostra slida

Teste de ChamaFio Ni/Cr Limpo em HCl conc. Amostra slida Vidro de Cobalto

Base Forte8 got. de NaOH 4 mol/L Aquecimento (banho-maria) Tornassol Vermelho no vapor liberado

Sim Base ForteTornassol Vermelho 8 got. de NaOH 4 mol/L

CobaltonitritoNeutralizar a sol. com HAc 6 mol/L, exc. 3 got. do NaAc 6 mol/L 6 got. de Cobaltonitrito

Chama Amarela

Chama Violeta Tornassol Azul

Aquecimento (banho-maria)

AzulNa+, positivo K+, positivo NH4+, positivo Tornassol

Ppt. Amarelo

Vermelho CobaltonitritoNeutralizar a sol. com HAc 6 mol/L, exc. 3 got. do NaAc 6 mol/L 6 got. de Cobaltonitrito

K+, positivo

Ppt. Amarelo

K+, positivo

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3PRTICA 3- Ctions do grupo II

3.1. INTRODUO Os elementos magnsio, clcio, estrncio e brio pertencem ao grupo II da tabela peridica apresentando configuraes eletrnicas similares. Isto devido semelhana de suas propriedades.

3.2. CTIONS DO GRUPO II Os ons magnsio apresentam-se incolores em solues, seus sais so de carter inico, brancos ou incolores, a menos que esteja presente um nion colorido. O hidrxido de magnsio o menos solvel. A alta solubilidade de muitos compostos de magnsio atribuda ao pequeno tamanho do on Mg2+, o que favorece a sua hidratao. O clcio o elemento mais abundante dos metais alcalinos terrosos. Seus compostos menos solveis so os carbonatos e oxalatos. Os sais de clcio do chama do bico de Bunsen uma colorao vermelho tijolo O estrncio devido a sua posio na tabela peridica, possui propriedades intermedirias entre o clcio e o brio. Seus sais do a chama do bico de Bunsen uma colorao vermelho carmim O brio o elemento mais pesado destes quatro elementos e seus ons so muito txicos. O cromato de brio o menos solvel. Os sais de brio apresentam uma colorao verde chama do bico de Bunsen. Todas as solues dos ons desse grupo so incolores e seus sais apresentam carter inico e so brancos ou incolores, a menos que esteja presente um nion colorido. Embora solveis em gua, os nitratos de estrncio e brio podem ser precipitados pela adio de cido ntrico concentrado. Os ons dos metais alcalinos terrosos no hidrolisam significativamente em soluo e seus ons so bivalentes. Os hidrxidos de clcio, estrncio e brio so considerados bases fortes. Na Tabela 2.1 so apresentados os produtos de solubilidade de hidrxidos e de alguns sais dos metais alcalinos terrosos.

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TABELA 2.1. Produtos de Solubilidade em gua de alguns compostos de magnsio, clcio, estrncio e brio a 25 C. nios OHCO32C2O42SO42CrO42Mg2+ 5,9 x 10-12 1,0 x 10-5 8,6 x 10-5 Ca2+ 4,8 x 10-9 2,3 x 10-9 6,1 x 10-5 7,1 x 10-4 Sr2+ 7,9 x 10-10 5,6 x 10-8 2,8 x 10-7 3,6 x 10-6 Ba2+ 4,9 x 10-9 2,3 x 10-8 1,0 x 10-10 1,2 x 10-10

Clcio, estrncio e brio formam carbonatos insolveis em soluo alcalina. O magnsio no precipita com hidrxido em presena de excesso de ons amnio que reduzem a concentrao dos ons hidroxila a um valor tal, que o produto de solubilidade do hidrxido de magnsio no atingido. Por razes semelhantes, o carbonato de magnsio no precipita na presena de excesso ons amnio. Tudo anteriormente comentado permite separar os ons Mg2+ de Ca2+, Sr2+ e Ba2+.

3.3. REAES DOS ONS DO ONS DO GRUPO II 3.3.1. MAGNSIO 3.3.1.1. Teste de chama

Os sais de magnsio no proporcionam nenhuma colorao chama do bico de Busen. Assim, o teste de chama no funciona para identificao dos ons deste elemento.

3.3.1.2. Reao com hidrxido de sdio (base forte) Os ons magnsio podem ser identificados atravs da reao com base forte, ou seja, em meio alcalino. Ocorre a formao de um precipitado gelatinoso de hidrxido de magnsio como mostrado na reao abaixo.

Mg2+ + 2OH

Mg(OH)2(s)

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NOTA (1): Este precipitado deve dissolver-se na presena de sais de amnio. Adicionar ao precipitado formado algumas gotas de soluo 4 M de NH4Cl at se observar a dissoluo do precipitado. A adio de sais de amnio resulta num deslocamento do equilbrio da dissociao da amnia no sentido da formao da amnia no dissociada. NH4+ + OHimplica numa diminuio da

NH3 + H2O Este deslocamento de

equilbrio

concentrao de ons OH-. Quando a concentrao de ons OH- for reduzida a um valor tal que o produto de solubilidade do Mg(OH)2 no for mais atingido deve haver dissoluo completa do precipitado.

3.3.1.3. Reao com hidrxido de amnio (base fraca) A reao dos ons magnsio com uma base fraca tambm forma um precipitado gelatinoso de hidrxido de magnsio (reao abaixo). NH4+ + OHMg(OH)2 (s)

NH3 + H2O Mg2+ + 2OH-

NOTA (2): Esse precipitado gelatinoso tambm deve dissolver-se na presena de sais de amnio. A razo da no formao do precipitado de Mg(OH)2, na presena de NH4Cl, j foi explicada no caso da reao com NaOH. 3.3.1.4. Reao com carbonato de amnio Os ons magnsio reagem com soluo de carbonato de amnio, dando origem a um sal bsico, branco e gelatinoso, de composio varivel, quando se deixa a soluo em repouso, ou quando se aquece: 5 Mg2++5 CO32-+6 H2O

4 MgCO3 Mg(OH)2 . 5 H2O(S) +CO2

31

NOTA (3): Se for tratado uma das partes do precipitado com soluo de cido actico 6 mol/L se pode observar a dissoluo do precipitado. Esta dissoluo se d devido diminuio da concentrao dos ons carbonato pela reao com os ons hidrognio. CO32- + H+ HCO3- + H+ H2CO3 HCO3-

(1)

CO2+ H2O

(2)

Observando-se os equilbrios (1) e (2), nota-se que o aumento da concentrao de H+ desloca os equilbrios para a direita, diminuindo a concentrao de CO32-. NOTA (4): Tambm ocorre a dissoluo do precipitado quando tratado com uma soluo de cloreto de amnio 6 mol/L. Neste caso tambm deve haver dissoluo do precipitado. A dissoluo do precipitado se d devido diminuio da concentrao dos ons carbonato, de acordo com a equao: CO32- +NH4 + HCO3- + NH3

3.3.1.5. Reao com Monohidrogeno fosfato de sdio Quando se adiciona uma soluo de monohidrogeno fosfato de sdio a uma soluo contendo ons magnsio tamponada com hidrxido de amnio cloreto de amnio, h a formao de um precipitado branco cristalino de MgNH4PO4.6H2O de acordo com as equaes: HPO42- + OHH2O + PO43(1)

Mg2+ + NH4+ + PO43- + 6H2O

MgNH4PO4. 6H2O (S) (2)

NOTA (5): Na precipitao dos ons magnsio por esse mtodo, a soluo deve ser alcalinizada com hidrxido de amnio para que a precipitao seja completa. Isto facilmente entendido, observando os equilbrios (1) e (2).

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Dever haver a formao de um precipitado branco de MgNH4PO4.6H2O que cristaliza sob a forma caracterstica de estrelas e que pode ser observado ao microscpio. 3.4. REAES DOS ONS Ca2+, Sr2+ e Ba2+ 3.4.1. Teste de chama O procedimento para os testes de chama para esses ons idntico ao descrito para ons sdio e ons potssio (ver prtica 2, itens 2.4.1.1 e 2.4.1.2).

NOTA (6): Os ons clcio proporcionam chama uma colorao vermelha tijolo; o brio a colorao verde amarelado e o estrncio, a cor vermelho carmim.

NOTA (7): Devemos tomar o cuidado para no confundir a colorao verde amarelada produzida por um sal de brio, com a colorao verde de um sal de cobre.

NOTA (8): Ao fazer o teste de chama deve se sempre utilizar sais umedecidos com cido clordrico concentrado, isto porque nitratos e sulfatos no do chamas coloridas com a mesma intensidade daquela proveniente de cloretos. Nitratos e sulfatos decompem se chama produzindo xidos que no volatilizam facilmente.

3.4.2. Reao com Carbonato de Amnio Solues contendo ons de Ca2+, Sr2+ ou Ba2+ quando tratados com soluo de carbonato de amnio do origem a formao de precipitados brancos de CaCO3, SrCO3 e BaCO3, respectivamente. Quando esses precipitados so aquecidos se tornam gradativamente cristalinos. Abaixo so apresentadas as reaes para esses ons. Ca2+ + CO32Sr2+ + CO32-

CaCO3 (S) SrCO3 (S) 33

Ba2+ + CO32-

BaCO3 (S)

NOTA (9): Se estes precipitados forem tratados com gotas de cloreto de amnio 6 mol/L, o precipitado dever permanecer inalterado. Mas, se outra parte destes precipitados forem tratados com algumas gotas de cido actico 6 mol/L, os mesmos devero se dissolver. Para melhor esclarecimento, considere os equilbrios: M2+ + CO32- (1) HCO3- (2) H2O + CO2 (3)

MCO3(S)

CO32- + H+

HCO3- + H+ H2CO3

Na presena de cido actico, HAc, os equilbrios (1), (2) e (3) so deslocados para a direita, dissolvendo o precipitado.

NOTA (10): Na presena de ons amnio, h uma diminuio da concentrao de CO32-, mas que ainda suficiente para atingir o produto da solubilidade destes carbonatos (Kps da ordem de 10-9). Entretanto, esta concentrao de CO32- no suficiente para atingir o produto de solubilidade do MgCO3 que por esta razo solvel em soluo de NH4Cl. CO32- + NH4+ 3.4.3. Reao com Oxalato de amnio HCO3- + NH3

Solues neutras de oxalato de amnio ou de sdio formam precipitados com os ons dos metais alcalinos terrosos (M2+ = Ca2+,Sr2+ e Ba2+). O precipitado formado frio finamente dividido e difcil de centrifugar e decantar. Entretanto, quente, forma-se cristais grandes.

34

Os oxalatos dissolvem-se em solues de cidos fortes, devido formao dos ons HC2O4 como mostrado abaixo (M= Ca2+,Sr2+ e Ba2+) : MC2O4 (S) C2O42-H+ M2+ C2O42-

HC2O4-

NOTA (11): Um cido fraco, tal como o cido actico no suficiente para deslocar o equilbrio e dissolver o precipitado no caso do clcio. NOTA (12): A solubilidade dos oxalatos aumenta na ordem Ca2+, Sr2+ e Ba2+.

3.4.4. Reao com dicromato de potssio

Os ons brio formam com o cromato um precipitado amarelo de cromato de brio, BaCrO4 neste meio. Porm, este precipitado amarelo formado solvel em cidos fortes. Os ons Sr2+ e Ca2+ no precipitam nas condies em que foi feita a reao. Abaixo pode se observar como formado o precipitado amarelo de cromato de brio. CrO72- H2O 2CrO42- 2H+ (1) MCrO4 (S) (2)

M2++CrO42 -

NOTA (13): Em solues neutras, a reao de precipitao do on brio com o dicromato no completa, porque um cido forte formado, como resultado da prpria reao de precipitao, como pode ser vista na equao abaixo que a soma de (1) e (2) onde M = Ba2+. Cr2O72- + 2 Ba2+ + H2O 2 BaCrO4+ 2H+ (3)

Contudo, a precipitao do BaCrO4 pode ser total se for adicionado

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acetato de sdio soluo, que reagir com os ons H+ resultante da reao de precipitao, no sentido de formao do cido actico, mantendo a concentrao de H+ baixa. NOTA (14): Os ons clcio e estrncio no formam precipitados com os ons cromatos nestas condies.

3.4.5. Reao com sulfato de amnio No caso de Ba2+ e Sr2+ dever haver a formao de precipitados brancos, enquanto que Ca2+ no dever precipitar neste meio. A reao de formao do precipitado mostrada abaixo. M2+ + SO42 -

MSO4 (S)

3.5. SEPARAO DOS CTIONS DO GRUPO II

A) Misturar em um tubo de ensaio uma esptula pequena de cada M(NO3)2 slido (M2+= Mg2+, Ca2+, Sr2+ e Ba2+). B) Adicionar 5 gotas de cido clordrico 6 mol/L e hidrxido de amnia gota a gota com agitao, at o meio se tornar bsico. C) Aquecer a soluo em banho-maria e juntar cerca de 15 gotas de soluo de carbonato de amnia 1,5 mol/L. D) Agitar vigorosamente a soluo para homogeneizar, aquecer o tubo (banhomaria) e deixar ferver cerca de 5 minutos. centrifugar. E) Testar se a precipitao foi quantitativa juntando algumas gotas de carbonato de amnio 1,5 mol/L ao lquido sobrenadante. Se ainda houver, repetir este procedimento at no haver mais precipitado pela adio de carbonato de amnio ao sobrenadante. Agitar para homogeneizar, centrifugar e separar por decantao. F) Em uma parte do sobrenadante (deve conter ons magnsio) adicionar 2 gotas de HCl 6 mol/L e 3 gotas de Na2HPO4 3 mol/L. Adicionar gotas de hidrxido de amnio at obter meio bsico. No aquecer. A formao de um Retirar do banho-maria e

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precipitado branco cristalino de MgNH4PO4.6H2O confirma a presena do on magnsio. G) Lavar o precipitado, que dever conter os carbonatos de clcio, estrncio e brio, com gua quente, centrifugar e desprezar o sobrenadante. H) Ao resduo adicionar cido actico 6 mol/L gota a gota at completa dissoluo. A seguir juntar 5 gotas de acetato de sdio 3 mol/L gota a gota e 10 gotas de dicromato de potssio 0,2 mol/L e agitar a soluo. I) Aquecer em banho-maria (2 min), centrifugar e verificar se a precipitao foi completa. Aps a precipitao quantitativa, centrifugar e separar o sobrenadante por decantao. O precipitado amarelo formado deve ser o BaCrO4, enquanto que o sobrenadante deve conter os ons Ca2+ e Sr2+. J) Ao lquido sobrenadante, adicionar 3 gotas de hidrxido de amnio 6 mol/L, cerca de 10 gotas de sulfato de amnio 2,5 mol/L, agitar e aquecer soluo. K) Centrifugar o precipitado e testar se a precipitao foi quantitativa, adicionando-se mais uma gota de sulfato de amnio 2,5M ao sobrenadante. Se houver formao de mais precipitado, agitar, aquecer ebulio e centrifugar.O precipitado branco formado deve ser o sulfato de estrncio e o sobrenadante deve conter os ons Ca2+. L) Adicionar ao lquido sobrenadante 3 gotas de oxalato de amnio 0,25 mol/L, agitar e deixar repousar cerca de 2 minutos. A formao de um precipitado branco de CaC2O4, confirma a presena de clcio. NOTA (15). Sulfato de clcio solvel em soluo de sulfato de amnio concentrado e a quente. Isto devido, talvez, formao de complexos de acordo com a equao: CaSO4(S) + SO42 Ca(SO4)22-

NOTA (16). A reao de HCl com NH4OH resultar na formao de NH4Cl que impede a precipitao dos ons Mg2+ como hidrxido ou carbonato bsico.

NOTA (17). Quantidades pequenas destes carbonatos precipitam lentamente, devido tendncia de formar solues supersaturadas. Aquecimento e 37

agitao ajudam a precipitao e favorecem a formao de cristais grandes que so mais fceis de centrifugar e separar por decantao.

NOTA (18). No se deve ferver para no decompor o reagente:

(NH4)2CO3

2NH3+CO2+H2O

NOTA (19). Os ons Mg2+ podem tambm ser detectados adicionando-se 1 gota de soluo de p-nitrobenzenoazerosorcinol (magneson I) e hidrxido de sdio 6 M, gota gota, at o meio se tornar bsico. O aparecimento de um precipitado azul brilhante confirma a presena de ons magnsio.

NOTA (20). O magnsio, se no foi bem separado no incio, pode precipitar neste ponto como MgC2O4 e pode ser confundido com o CaC2O4.

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3.6. Resumo dos ctions do grupo II.Teste Procedimento Mg2+

Ca

2+

Sr

2+

Ba

2+

Chama

Base Forte NaOH

Fio Ni-Cr Limpo com HCl conc. MCl2 (slido) 2-3 gotas M(NO3)2 0,2 mol/L gua gotas de NaOH 4 mol/L

No d cor na Chama Ppt. Branco (gelatinoso) Mg(OH)2. Dissolve em presena de NH4Cl (ad. 1 ponta de esptula do slido) Ppt. branco (gelatinoso) Mg(OH)2 (parcial) Ppt. branco (gelatinoso) Mg(CO3).Mg(OH)2.5H2O Centrifugar Gotas de NH4Cl 4 mol/L (meio cido - dissolve o Ppt.) Gotas de HAc 4 mol/L (meio cido - dissolve o Ppt.)

Vermelho-tijolo

Vermelho-carmin

Verde-amarelada

-

-

-

Base Fraca NH3

Carbonato de Amnio (NH4)2CO3

2-3 gotas M(NO3)2 0,2 mol/L gua + gotas NH3 6 mol/L 5-10 gotas M(NO3)2 0,2 mol/L gua gotas de NH3 2 mol/L (bsico) gotas (NH4)2CO3 1,5 mol/L (excesso) Aquecer (banho-maria)

Precipita parcialmente Ppt. Branco - CaCO3 Centrifugar Gotas de NH4Cl 4 mol/L (o Ppt. no dissolve) Gotas de HAc 6 mol/L (o Ppt. dissolve)

Precipita parcialmente Ppt. Branco - SrCO3 Centrifugar Gotas de NH4Cl 4 mol/L (o Ppt. no dissolve) Gotas de HAc 6 mol/L (o Ppt. dissolve)

Precipita parcialmente Ppt. Branco - BaCO3 Centrifugar Gotas de NH4Cl 4 mol/L (o Ppt. no dissolve) Gotas de HAc 6 mol/L (o Ppt. dissolve)

2-3 gotas M(NO3)2 + gua Monohidrognio 2 gotas de HCl 6 mol/L Fosfafato de Sdio 3 gotas Na2HPO4 3 mol/L Na2HPO4 gotas NH3 6 mol/L (meio bsico) No aquecer 2-3 gotas M(NO3)2 + gua Oxalato de Amnio 5 gotas de HAc 6 mol/L (NH4)2C2O4 5 gotas de NaAc 6 mol/L 6 gotas (NH4)2C2O4 0,25 mol/L Aquecer (banho-maria)

Precipitado sob a forma de estrelas (ao microscpio) Precipitado amorfo MgNH4PO4.6H2O

Precipitado amorfo

Precipitado amorfo

No deve precipitar Forma um Ppt. Branco MgC2O4 , s em soluo concentrada

Ppt. Branco - CaC2O4

Ppt. Branco - SrC2O4

Ppt. Branco - BaC2O4

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2-3 gotas M(NO3)2 + gua 3 gotas de HAc 6 mol/L 3 gotas de NaAc 6 mol/L 3 gotas K2Cr2O7 0,5 mol/L 3 gotas M(NO3)2 + gua Sulfato de Amnio 5 gotas de HAc 6 mol/L (NH4)2SO4 5 gotas de NaAc 6 mol/L 6 gotas (NH4)2SO4 2,5 mol/L

Dicromato de Potssio K2Cr2O7

No Precipita

No Precipita

No Precipita

Ppt. Amarelo - BaCrO4

Pode precipitar Ppt. Branco - BaSO4 parcialmen-te, mas no Ppt. Branco - SrSO4 deve precipitar na + presena de exc. de NH4 [ad. (NH4)2SO4 2,5 mol/L] M = Mg2+, Ca2+, Sr2+ ou Ba2+; NaAc = simplificao da frmula do acetato de sdio ; HAc = simplificao da frmula do cido actico, ad.= adio. No Precipita

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3.7. Esquema da anlise sistemtica da mistura dos ctions do grupo II (Mg2+, Ca2+, Sr2+ e Ba2+).

Mistura de Ctions do Grupo II (Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+)Amostra Slida 10 gotas de H2O 5 got. de HCl 6 mol/L gotas de NH3 6 mol/L sob agitao at meio bsico Aquecer 15 got. de (NH4)2CO3 1,5 mol/L agitar (excesso) Aquecer por 5 min (banho-maria) Precipitao incompleta Centrifugar No usar todo o sobrenadante Pode repetir, se preciso Sobrenadante HCl 6 mol/L Na2HPO4 3 mol/L NH3 6 mol/L Ppt. Branco Forma de Estrela Esfriar Reagir a frio Centrifugar Desprezar o sobrenadante Precipitado HAc 6 mol/L at dissoluo Mg2+, positivo Soluo 5 got. NaAc 6 mol/L 10 got. K2Cr2O7 0,2 mol/L (excesso) Precipitao incompleta Centrifugar Testar se a precipitao foi completa com got. de K2Cr2O7 Precipitado Lavar com gua quente Testar se a precipitao foi completa com got. de (NH4)2CO3

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Continuao da anlise sistemtica da mistura dos ctions do grupo II (Mg2+, Ca2+, Sr2+ e Ba2+).

Sobrenadante

Ppt. Amarelo

Ba2+, positivo

3 got. de NH3 6 mol/L (excesso laranja-amarelo) 10 got. de (NH4)2SO4 2,5 mol/L Aquecer (banho-maria) Centrifugar Testar se a precipitao foi completa com got. de (NH4)2SO4 Ppt. Branco Sobrenadante 3 got. de (NH4)2C2O4 2,5 mol/L Sr2+, positivo Ppt. Branco Ca2+, positivo

Precipitao incompleta

42

4PRTICA 4- Anlise de nions

4.1. INTRODUO Na anlise de nions, estes ons no so subdivididos em grupos como no caso dos ctions. Na prtica a amostra que vai ser analisada submetida a uma srie de reaes especficas. Estas reaes especficas so independentes da anlise dos ctions. Eles permitem identificar nitrato em um fertilizante ou fosfato em uma levedura, sem executar a anlise sistemtica dos ctions.

4.2. REAES ESPECFICAS PARA NIONS Como j foi discutido anteriormente, estas reaes especficas serviro para dar indicaes a respeito da presena ou ausncia de certos nions na amostra. Entretanto a presena ou ausncia destes devem ser confirmados pelos ensaios especficos de cada nion descritos mais adiante. Aps a realizao das reaes especficas para nions, a possibilidade de presena de alguns deles definitivamente eliminada. No entanto, a presena ou ausncia de outros no fica bem estabelecida. Sendo assim, torna-se necessrio test-los por meio de algumas reaes especficas. No esquecer que em alguns casos podemos ter interferncia de um nion na identificao de outro. Por exemplo, ons brometo e iodeto interferem no teste para cloreto. Os ons iodeto interferem no teste para brometo, nitrito e nitrato. Nesta prtica iremos realizar a identificao de alguns nions, tais como Cl-, SO42-, NO2-, NO3e CO32-. 4.2.1. REAES ESPECFICAS PARA Cl-, SO42-, NO2-, NO3- e CO324.2.1.1. Reaes para o on cloreto, Cla) Reao com ons prata (Ag+)

A identificao do on cloreto se baseia na sua precipitao como AgCl. A confirmao de que o precipitado o AgCl efetuada dissolvendo-o em soluo de amnia e reprecipitando este sal por acidificao da soluo. Ag+ + Cl- AgCl(s) 43

AgCl(s) + 2 NH3 Ag(NH3)2+ + ClAg(NH3)2+ + Cl- + H+ AgCl(s) + 2NH4+ Outros nions que do um precipitado com o on prata no se formam em meio cido (CrO42e PO43-), so volteis em soluo cida (CO32-, SO32- e S2-), ou so destrudos por um agente oxidante forte (C2O42-, I-, Br- e SCN-). O on peroxidissulfato o oxidante mais empregado. S2O82-(aq) + 2 I-(aq) I2(s) + 2 SO42-(aq)

4.2.1.2. Reao para os ons sulfato (SO42-) a) Reao com ons Brio (Ba2+) Entre todos os nions que formam sais de brio insolveis, o on SO42-, o nico que precipita em solues fortemente cidas. Ba2+ + SO4-2 BaSO4(s) 4.2.1.3. Reao para os ons Nitrito (NO2-) a) Reao com sulfato ferroso (FeSO4) Devido a maior instabilidade dos nitritos, este teste pode ser feito em meio H2SO4 diludo. Nestas condies, a reao pode ser usada para identificar ons nitritos na presena de ons nitrato. Fe2+ + NO2- + 2 H+ Fe3+ + NO + H2O Fe2+ + NO [Fe(NO)]2+ (marrom-esverdeada) 4.2.1.4. Reao para os ons Nitrato (NO3-) a) Reao com sulfato ferroso (FeSO4) Esta reao baseada na reduo dos ons NO3- pelo sal ferroso produzindo xido ntrico (NO). O xido ntrico na presena do excesso do sal ferroso forma um complexo instvel de cor marrom. 44

3 Fe2+ + NO3- + 4 H+ 3 Fe3+ + NO + 2 H2O Fe2+ + NO [Fe(NO)]2+ (marrom-esverdeada) [Fe(NO)]2+ + SO42- [Fe(NO)]SO4 NOTA (1): ons I- e Br- interferem na reao, pois estas condies do origem a formao de I2 e Br2 que produzem anis semelhantes e mascaram o teste. Estes ons podem ser precipitados com uma soluo de sulfato de prata. A seguir centrifuga-se e faz-se o teste para os ons NO3- no lquido sobrenadante. NOTA (2): ons NO2- interferem neste teste e estes so mais difceis de serem removidos. Na prtica pode-se eliminar estes ons adicionando-se soluo contendo nitrito uma ponta de esptula de NH4Cl ou (NH4)2SO4 e aquecendo-se a soluo. NH4+ + NO2- N2 + 2 H2O Uma maneira mais simples para se remover ons NO2- em uma soluo cida juntar cristais de cido sulfmico e aquecer at que cesse o desprendimento de gs, N2. H+ NO2- + NH2SO3- N2 + SO42- + H2O

4.2.1.5. Reao com os ons carbonato (CO32-) a) Reao com hidrxido de brio, Ba(OH)2 Este teste se baseia na reao do gs carbnico formado com uma soluo de hidrxido de brio, com formao de um precipitado branco de carbonato de brio. CO2 + 2 OH- CO32- + H2O CO32- + Ba2+ BaCO3(s) Este teste deve ser realizado em um sistema fechado.

4.3. PARTE EXPERIMENTAL 4.3.1. Identificao dos ons cloretos 1. Colocar cerca de 4 a 5 gotas de soluo de NaCl 0,2 mol/L em um tubo de ensaio e juntar 1 a 2 gotas de HNO3 6 mol/L ( a soluo dever estar cida). 2. Adicionar algumas gotas da soluo de AgNO3 0,2 mol/L. Dever observar-se a formao do mesmo precipitado branco. 3. Centrifugar e desprezar o lquido sobrenadante. 45

4. Tratar o precipitado com algumas gotas de NH4OH 0,5 mol/L. O slido dever dissolver. 5. Acidular esta soluo (4) com HNO3 6 mol/L. O precipitado deve formar-se novamente, confirmando a presena de ons cloreto na amostra.

4.3.2. Identificao dos ons sulfatos 1. Fazer inicialmente o teste sem adicionar cido. 2.Colocar 5 gotas da soluo de Na2SO4 0,2 mol/L em um tubo de ensaio e adicionar 2 gotas da soluo de BaCl2 0,2 mol/L. Dever se observar a formao de um precipitado branco que confirma a presena de ons sulfato.

4.3.3. Identificao dos ons nitritos 1. Transfira 5 a 6 gotas de uma soluo de NaNO2 0,2 mol/L em um tubo de ensaio. 2. Juntar 2 a 3 gotas de H2SO4 2 mol/L e mais 4 a 5 gotas de FeSO4 0,2 mol/L. O

aparecimento de uma colorao marrom-esverdeada na soluo, comprova a presena de nitrito.

4.3.4. Identificao dos ons nitratos a) Colocar em um tubo de ensaio 5 gotas de uma soluo de NaNO3 0,2 mol/L, 2 a 3 gotas de H2SO4 2 mol/L e mais 5 gotas de uma soluo de FeSO4 0,2 mol/L. b) Em seguida, inclinar o tubo em mais ou menos 45 C e deixar escorrer pela parede do tubo 5 gotas de H2SO4 concentrado. Tome cuidado para que as solues no se misturem. A formao de um anel marrom na interface das duas solues devido a formao do complexo de ferronitrosilo [Fe(NO)]2+.

Figura 4.1. Tubo inclinado a 45 C.

NOTA (3): Caso no saiba se h ou no a presena de nitrito, antes de executar o procedimento acima, faa o seguinte procedimento para remoo de ons nitrito:

46

c) Colocar 8 gotas da soluo contendo ons NO2- em um tubo de ensaio. d) Adicionar de 1 a 2 gotas de H2SO4 6 mol/L. e) Juntar alguns cristais de cido sulfmico soluo. f) Aquecer suavemente e agitar o tubo com cuidado para desprender as bolhas de gs. g) Adicionar mais cristais do cido sulfmico se for necessrio, at eliminar todo on NO2-. h) Separar com uma pipeta 2 a 3 gotas desta soluo para outro tubo e fazer o teste para verificar se no existe mais nitrito utilizando o procedimento com FeSO4 que foi descrito para as reaes dos ons nitrito. Caso o teste seja negativo, faa o teste para o nitrato com o restante da soluo do item 5.

4.3. 5. Identificao de ons carbonato a) Colocar no tubo A (Figura 4.2) 5 gotas de uma soluo de Na2CO3 0,2 mol/L e no tubo B soluo saturada de Ba(OH)2. b) Adicionar 5 a 6 gotas de HCl 2 mol/L no tubo A e fechar o tubo rapidamente. Aquecer somente o tubo A (ver nota 4). O CO2 liberado ser recebido no tubo B. c) Observar na superfcie da soluo de Ba(OH)2 a formao de uma pelcula branca de BaCO3.

Figura 4.2. Montagem para a identificao de ons carbonato

NOTA (4): Tomar cuidado para no agitar o tubo B e o tubo A. O tubo A s deve ser aquecido depois que o sistema estiver montado.

47

4.4. Esquema de identificao para alguns nions (Cl-, SO42-, NO2-, NO3- e CO32-).

nions (Cl-, SO42-, NO2-, NO3-, CO32-)

Cl-

SO 42-

NO2 -

NO3Sulfato Ferroso5 got. de NaNO3 0,2 mol/L 3 got. de H2 SO4 2 mol/L 5 got. de FeSO4 0,2 mol/L Tubo a 45 (inclinao) escorrer pela parede 5 got.de H2 SO4 conc.

CO 32Hidrxido de BrioTubo A 5 got. de Na2 CO3 0,2 mol/L 6 got. de HCl 6 mol/L Tubo B Ba(OH)2 saturada Aquecer o Tubo A

ons Prata4 got. de NaCl 0,2 mol/L 2 got. de HNO3 6 mol/L 4 got. de AgNO3 0,2 mol/L

ons Brio5 got. de Na2SO4 0,2 mol/L 3 got. de HCl 6 mol/L 2 got. de BaCl 2 0,2 mol/L

Sulfato Ferroso5 got. de NaNO2 0,2 mol/L 3 got. de H2 SO4 2 mol/L 5 got. de FeSO4 0,2 mol/L

Ppt. Branco

Ppt. Branco

Soluo Marrom-esverdeada Anel Marrom Pelcula Branca no Tubo B

A

B

48

5PRTICA 5- Anlise de sais

5.1. INTRODUO No desenvolvimento de uma anlise de um sal ou mistura de sais, o estudante deve identificar todos os ctions e nions presentes na amostra. Na Tabela 5.1 dada a colorao de algumas substncias slidas mais comuns. Qualquer identificao baseada na cor do slido deve ser uma tentativa e necessita ser apoiada por outra evidncia.

Tabela 5.1. Substncias slidas coloridas mais comuns COR SUBSTNCIAS Vermelho Sais de Mn (II) hidratados (rseos), sais de Co (II) hidratados, HgI2, HgO, HgS, Pb3O4, Laranja Ag2CrO4, AsI3, Cu2O, CrO3, Fe2O3 (marrom-avermelhado) Sb2S3, SnI2, muitos dicromatos

Amarelo As2S3, CdS, HgO, PbI2, PbO, SnS2, sais de Ni (II) anidros, muitos cromatos Verde Sais de F (II) e de Ni (II) hidratados, Cr2O3 (quase negro), CrCl3.6H2O, e outros sais de

Cr (III), CuCl2.2H2O (verde-azulado) e alguns outros sais de Cu (II), CoBr2 anidro Prpura KMnO4 (quase preto) Violeta Azul Muitos sais de Cr (III) (muitos escuros) e alguns sais de Fe (III) como o Fe(NO3)3.9H2O Sais de Cu (II) hidratados (algumas vezes amarelados ou esverdeados), CoCl2 anidro

Marrom FeCl3.6H2O (amarelo), CuCl2 anidro, PbO, CdO, Bi2O3, SnS Preto Fe3O4, CuO, NiO, MnO2, CuS, HgS, PbS, FeS, CoS, NiS, Ag2S, CuBr2, BiI3

A seguir so dados resumidamente os passos que devem ser seguidos e as reaes que devem ser feitas para analisar uma mistura de sais. 5.2. Observao fsica da amostra Observar cuidadosamente as caractersticas fsicas do slido. Se a amostra for muito colorida, muito pouco se poder deduzir, mas se for branca, muitos constituintes podem ser eliminados. 5.3. Solubilidade da amostra em gua Testar a solubilidade do slido em gua, HCl 6 mol/L e em HNO3 6 mol/L . Aquecer em cada caso se nada ocorrer a frio. importante observar que atravs da colorao da soluo poderemos ter uma indicao da presena de um ou mais dos ons listados abaixo. As cores caractersticas mais 49

comuns so:

ONS CrO42Cr2O72MnO4Ni2+ Fe3+ Fe2+ Cr3+ Cu2+ Co2+ Mn2+

COLORAO Amarelo Vermelho alaranjado Violeta-prpura Verde Marrom avermelhado Verde acinzentado Verde a cinza azulado Azul Rosado Rosa claro

Para efetuar estas eliminaes, necessrio um conhecimento da solubilidade dos sais de diferentes cidos em gua. As regras que regem a solubilidade dos sais mais comuns so: 1. Os nitratos, cloratos e acetatos de todos os metais so solveis em gua. O acetato de prata ligeiramente solvel em gua; 2. 3. Todos os sais de sdio, potssio e amnio so solveis em gua; Os cloretos, brometos, iodetos e tiocianatos de todos os metais (com exceo

de chumbo, prata, mercrio (I) e cobre (I)) so solveis em gua. O iodeto de mercrio (II) insolvel em gua. O cloreto, brometo e iodeto de chumbo so solveis em gua quente. Os cloretos, brometos e iodetos insolveis em gua so igualmente insolveis nos cidos diludos; 4. Os sulfatos de todos os metais (exceto chumbo, mercrio (I), brio e clcio) so

solveis em gua. O sulfato de prata fracamente solvel. Os sulfatos insolveis em gua so igualmente insolveis nos cidos diludos; 5. Os carbonatos, fosfatos, boratos, sulfitos, cromatos e arseniatos de todos os

metais (exceto sdio, potssio e amnio) so insolveis em gua, porm solveis em cidos diludos. O cromato de magnsio solvel em gua; o sulfito de magnsio fracamente solvel em gua; 6. Os sulfetos de todos os metais (exceto brio, clcio, magnsio, sdio, potssio e

amnio) so insolveis em gua. BaS, CaS e MgS so ligeiramente solveis; 7. Os hidrxidos de sdio, potssio e amnio so muito solveis em gua. Os

hidrxidos de clcio e brio so moderadamente solveis. Os xidos e hidrxidos de todos os outros metais so insolveis. 50

5.4. pH da soluo aquosa da amostra

Determinar o pH aproximado da soluo usando uma tira de papel indicador universal. Observe o quadro abaixo e diga de acordo com pH se h ou no a presena de HSO4- , cidos livres, CO32-, S2- ou PO43-.

pH < 2 indica a presena de HSO4- ou cidos livres pH > 10 indica a presena de CO32-, S2- ou PO43-

5.5. Teste de chama Fazer os testes de chama para os ctions conforme os procedimentos descritos nas prticas anteriores. Os testes de chama so muito teis, mas no necessariamente conclusivos, por si s, para a identificao de um on. Devemos lembrar que, outros elementos produzem chamas coloridas que podem interferir.

5.6. Determinar os nions presentes Utilizar o resultado da anlise de ctions para definir se a presena de alguns nions pode ou no ser eliminada. Os testes de precipitao com AgNO3 e com BaCl2 tambm so teis. Finalmente, fazer os testes especficos para os nions que no foram definitivamente eliminados, no extrato com soda ou atravs de provas diretas. 5.7. Provas Diretas Fazer as provas diretas (na amostra slida original) para os ons CO32-, Na+, K+ e NH4+. 5.8. Extrato com Soda sabido que certos ctions podem interferir nas reaes de identificao dos nions. Assim, por exemplo, a reao de identificao de ons nitrato envolve a adio amostra a analisar cido sulfrico diludo (2 mol/L) e soluo de sulfato de ferro (II). Neste caso, se a soluo a ser testada contm ons Ba2+ haver precipitao de BaSO4 que ir atrapalhar a reao de identificao de nitrato. Por esta razo, para se ter condies adequadas para se realizar as reaes de identificao dos nions desejvel que os mesmos estejam na forma de sais de sdio ou 51

potssio. Estes ctions no interferem nas reaes utilizadas para se testar a presena dos nions. Na prtica, a eliminao dos ctions pode ser realizada tratando-se a amostra a analisar com uma soluo de Na2CO3. Com este tratamento, os ctions so precipitados na forma de carbonato, carbonato bsico ou hidrxidos e os nions ficam em soluo. Esta soluo normalmente conhecida como extrato com soda. No caso de sais solveis ocorre simplesmente a precipitao do ction. Assim, se tivermos uma soluo de BaCl2 e tratarmos com uma soluo de Na2CO3 ocorrer a reao: Ba2+ + 2 Cl- + 2 Na+ + CO32BaCO3(s) + 2 Na+ + 2 Cl-

Neste caso, o Ba2+ precipitado como BaCO3 enquanto tm-se em soluo ons Na+ e ons Cl-. No caso de sais insolveis, entretanto, ocorre uma reao de transposio. Assim, quando se trata o sal insolvel, PbSO4 com soluo de Na2CO3 ocorre a reao: PbSO4(s) + 2 Na+ + CO32PbCO3(s) + 2 Na+ + SO42-

Existem alguns sais, como AgCl, CuS, etc., que no sero removidos pelo Na2CO3, pois so mais insolveis do que seus respectivos carbonatos. Nestes casos, deve-se lanar mo de outros meios para solubiliz-los, a fim de ter os nions em soluo. Na prtica, colocar aproximadamente 1 g de amostra em um bquer de 250 mL, adicionar 2 a 3 g de Na2CO3 slido, mais 25 mL de gua e ferver por 10-20 minutos. A seguir decantar o precipitado e no extrato (sobrenadante) fazer os testes para os ons Cl-, SO42-, NO2, NO3- e K+. Lembrar que para o teste de cloreto, no extrato (sobrenadante), deve-se juntar antes o HNO3 at o meio ficar cido, eliminando assim todo CO32- na forma de CO2. A seguir colocar o AgNO3. Se no dor eliminado todo CO32-, haver formao de um precipitado branco de Ag2CO3. De um modo geral conveniente analisar os nions antes dos ctions, embora esta no seja uma condio obrigatria.

5.9. Determinar os ctions presentes Como descrito acima, isso pode ser feito antes ou aps a anlise de nions.

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Observar a cor da soluo aquosa. Uma soluo incolor no pode conter os ons Cu2+, Ni2+, Cr3+, Fe3+, Fe2+ ou Mn2+. Notar se alguns ctions podem ou no ser eliminados com base na solubilidade em gua e no resultado da anlise de nions. Assim, se a mistura for solvel em gua e demonstra conter ons CO32-, ento os nicos ctions que podem estar presentes: Na+, K+ ou NH4+. Desenvolver a anlise sistemtica para os ctions para ter uma confirmao efetiva (Prticas 2 e 3).

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5.10. Esquema para separao em uma mistura de ctions do grupo I, II e nions (Extrato com soda)

(Extrato com Soda)AMOSTRA SLIDA (Na+, K+, NH4+, Mg2+ , Ca2+ , Sr2 +, Ba2+ , Cl-, SO42-, CO32 -, NO2 -, NO3 -)

Na+

K+

CO3 2-

K+ e NH4+

Teste de ChamaFio Ni/Cr L impo em HCl c onc . A mostra slid a

Teste de ChamaFio Ni/Cr L impo em HCl c onc . A mostra slid a

Hidrxido de BrioTu bo A 1 pon ta de esptu la da amostra 6 go t. de HCl 6 mol /L Tu bo B B a(OH) 2 saturada Aq uece r o Tubo A

Base ForteTorn asso l Verm elho 8 go t. de Na OH 4 m ol/L

Ch ama Amar ela

Ch ama Violeta

Aque cime nto (banho-maria)

Indic ativoPel cula B ranc a no Tub o B Torna ssol A zul NH4+, po sit ivo

TESTAR CTIONS DO GRUPO II (Mg2+, Ca2+ , Sr2+, Ba2+)

Bquer de 50 mL 1 ponta de esptula da amostra 3 pontas de esptula de Na2CO3 25 mL de gua destilada Ferver por 10-20 minutos

ADec antar e filtrar utilizan do p ape l de filtro pre cipita do C aCO 3, Ba CO 3, Mg CO 3, Sr CO 3 so bren adan te K +, Cl-, SO 42-, NO 2-, NO 3-

B

Azu l

Aque cime nto (banh o-ma ria) Torn assol Ve rmelh o

CobaltonitritoNeu traliz ar a sol. com HA c 6 m ol/L, ex c. 6 go t. de Coba ltonitr ito

CobaltonitritoPp t. Ama relo Ne utraliz ar a sol. c om HAc 6 mo l/L , 3 got. de NaAc 6 mo l/L 6 g ot. de Coba ltoni trito

Ppt. Ama relo

K+, posit ivo

TESTAR OS NIONS (Cl- , SO42- , NO2-, NO3-)

K +, Indica tivo

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PARTE 2. PRTICAS DE QUMICA ANALTICA QUANTITATIVA

PRTICA 1- O uso da balana analtica

1. Pesagem usando uma balana analtica:

a) Centre o objeto a ser pesado no prato da balana. b) Tare o recipiente a receber a amostra. c) Coloque a amostra no recipiente e mea a massa resultante. Voc receber instrues de seu professor no dia especfico para este experimento.

Anlise Volumtrica (Lembretes importantes ) Para toda titulao, observe os seguintes itens: a) Providencie a limpeza adequada de uma bureta. Posteriormente lave-a com a soluo que ser utilizada (descarte esse volume de lavagem). Verifique se no h vazamento. b) Preencha a bureta com a soluo que ser utilizada. Verifique se no h bolhas, se houver, remova. c) Retire uma alquota da amostra homogeneizada (solues) usando pipeta volumtrica ou massa medida em balana analtica, num vidro de relgio ou direto no erlenmeyer. d) Transfira a alquota da soluo para um erlenmeyer e junte o indicador. e) Comece a adio da soluo que est na bureta ao erlenmeyer de forma no muito rpida e contnua, sob agitao da soluo do erlenmeyer, observando cuidadosamente o aspecto do material no erlenmeyer. f) Interrompa a adio de soluo no ponto final da titulao quando ocorre a viragem do indicador. g) Anote o volume do ponto final. h) Faa os clculos de concentrao, seguindo a proporo estequiomtrica da reao.

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PRTICA PRTICA 2 Preparao e padronizao da soluo de hidrxido de sdio

Materiais Vidro de relogio Bequer pequeno Balao volumetrico de 250 ml Erlenmayer 250 ml Bureta de 25ml pisseta

Reagentes NaOH 0,1 mol/L KHC8H4O4 fenolfitaleina

2.1. Preparo da soluo

a) Pese cerca de 1,0g (0,9 a 1,1g) de NaOH (pastilhas) num vidro de relgio ou bquer pequeno. Com segurana, evite que a pesagem seja muito demorada. b) Dissolva essa massa em gua destilada fervida, completando o volume para 250 mL em balo volumtrico (para 4 alunos). c) Homogeneize bem a soluo e transfira para um frasco de plstico limpo e seco. d) Feche e rotule o frasco.

Observaes:

1) NaOH higroscpico. As pastilhas contm Na2CO3. 2) Cuidado ao manusear NaOH. 3) gua destilada e fervida usada para minimizar a quantidade de CO2 dissolvido. 4) Massa e volume aproximados porque a soluo ser posteriormente padronizada, isto , ter sua concentrao exata determinada. 5) Armazenamento de soluo de NaOH em frasco plstico porque NaOH ataca o vidro (NaOH reage com os silicatos que constituem o vidro).

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2.2. Padronizao com Biftalato de potssio - KHC8H4O4 (1 mol = 204,23 g) a) Use biftalato de potssio seco em estufa a 110 C por 1-2 horas; b) Pese cerca de 0,15g (0,12 a 0,17 g) de biftalato em balana analtica, anotando o valor da massa at a quarta casa decimal; c) Aps adicionar o biftalato ao erlenmeyer, junte cerca de 25 ml de gua destilada e agite at a dissoluo completa do sal. no comece a adio de NaOH antes da dissoluo completa; d) Junte duas gotas de fenolftalena; e) Certifique-se que a bureta esteja limpa e lavada com soluo de NaOH antes de preench-la com a soluo que ser usada na titulao. Verifique se no h vazamento na bureta. Preencha com a soluo, verifique se no h bolhas (se houver, remova!) e acerte o volume no zero; f) Coloque um fundo branco sob o erlenmeyer para facilitar a visualizao da viragem do indicador; g) Comece a adio da soluo de NaOH ao erlenmeyer, sob agitao. Se ficar soluo de NaOH nas paredes do erlenmeyer, lave com gua destilada e continue a adio de NaOH; h) Aparecimento de uma leve colorao rosada na soluo do erlenmeyer, que persista por mais de 30 segundos, indica o final da titulao. Anote o volume da soluo de NaOH consumido; i) Esse volume ser usado no clculo da concentrao; j) O procedimento deve ser feito pelo menos em duplicata.

Observaes:

1) Fique atento a vazamentos e bolhas de ar na bureta. No prossiga a titulao nesses casos; 2) No adicione mais indicador que o recomendado; 3) No adicione NaOH at que a soluo fique intensamente rosa, neste caso o ponto final da titulao foi ultrapassado.

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PRTICA PRTICA 3 Determinao de cido actico em vinagre

Materiais Pipeta volumetrica de 10 ml Balo volumetrico de 100 ml Pisseta

Reagentes Fenolftaleina Soluo de NaHO 0,1 mol/L padronizada

3.1. Preparao da soluo de vinagre a ser titulada

a) Retire uma alquota de 10 mL de vinagre com pipeta volumtrica. Transfira para um balo volumtrico de 100 mL e complete o volume com gua destilada; b) Homogeneize a soluo. 3.2 Titulao da amostra preparada com soluo de NaOH 0,1 mol/L padronizada

a) Retire uma alquota de 10 mL da soluo do vinagre recm-preparada com pipeta volumtrica. Transfira para o erlenmeyer; b) Junte duas gotas de fenolftalena. (viragem de incolor para rosa claro); c) Prossiga com o procedimento anterior para padronizao da soluo de NaOH; d) O procedimento deve ser feito em duplicata; e) Repita o procedimento usando vermelho de metila como indicador (viragem de vermelho para amarelo).

Observaes:

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a) Utilize a pipeta volumtrica adequadamente; b) Fique atento a vazamentos e bolhas de ar na bureta. No prossiga a titulao nesses casos; c) No adicione mais indicador que o recomendado; d) No adicione NaOH at que a soluo fique intensamente rosa

(Fenolftaleina); e) Cuidado, a viragem do indicador mais gradual. Ateno. Espere que a colorao levemente rosa permanea por mais de 30 segundos antes de considerar esse volume como volume do ponto final da titulao.

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PRTICA PRTICA 4 Preparao e padronizao da soluo de permanganato de potssio 0,06 mol/L

Materiais Vidro de relogio Bequer pequeno Balo volumetrico de 100 ml Chapa aquecedora Pisseta

Reagentes KMnO4 Na2C2O4 H2SO4 1:8

4.1. Preparao da soluo de KMnO4 0,06 mol/L (1 mol = 158,04g) a) Pese 1,0g de KMnO4 num vidro de relgio ou bquer pequeno; b) Dissolva a massa pesada em gua destilada completando o volume para 100 mL em balo volumtrico; c) Homogeneize bem a soluo; d) Procure manter a soluo no escuro.

4.2. Padronizao com Oxalato de Sdio - Na2C2O4 (1 mol = 134,00 g) a) Use oxalato de sdio seco em estufa a 120 C por 2 horas; b) Pese cerca de 0,13g (0,12 a 0,15g) de oxalato de sdio em balana analtica, anotando o valor da massa at a quarta casa decimal; c) Aps adicionar o oxalato ao erlenmeyer, junte cerca de 30 mL de gua destilada e agite para dissoluo do sal; d) Junte 8 mL de soluo de H2SO4 1:8 (v/v); e) Certifique-se que a bureta esteja limpa e lavada com soluo de KMnO4 antes de preench-la com a soluo que ser usada na titulao. Verifique se no h vazamento na bureta. Preencha com a soluo, verifique se no h bolhas (se houver, remova!) e acerte o volume no zero; f) Coloque um fundo branco sob o erlenmeyer para facilitar a visualizao da viragem do indicador; g) Aquea a soluo do erlenmeyer at cerca de 90 C e comece a adio da soluo de KMnO4 ao erlenmeyer, sob agitao. Se ficar soluo de KMnO4 60

nas paredes do erlenmeyer, lave com gua destilada e continue a adio de KMnO4. No deixe a temperatura da soluo no erlenmeyer inferior a 60 C; h) Aparecimento de uma leve colorao rsea na soluo do erlenmeyer, que persista por mais de 30 segundos, indica o final da titulao. Anote o volume da soluo de KMnO4 consumido. Esse volume ser usado no clculo da concentrao; i) O procedimento deve ser feito pelo menos em duplicata.

Observaes:

1) Cuidado ao manipular a soluo de H2SO4; 2) Fique atento a vazamentos e bolhas. No prossiga a titulao nesses casos; 3) No deixe a temperatura da soluo no erlenmeyer inferior a 60 C.

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PRTICA PRTICA 5 Determinao de H2O2 em gua oxigenada 20 volumes comercial (3% m/m)

Materiais Pisseta volumetrica de 10 ml Balo volumetrico de 100 ml Erlenmeyer 250 ml pisseta Balo volumetrico de 100 ml Chapa aquecedora Pisseta

Reagentes H2O2 KMnO4

5.1. Preparao da soluo de gua oxigenada

a) Retire uma alquota de 10 mL da gua oxigenada comercial 20 volumes com PIPETA VOLUMTRICA. Transfira para um balo volumtrico de 100 mL e complete o volume com gua destilada. Homogeneize a soluo.

5.2. Titulao da amostra preparada KMnO4 0,06 mol/L a) Retire uma alquota de 10 mL da soluo da gua oxigenada recm-preparada com pipeta volumtrica. Transfira para o erlenmeyer e junte 50 mL de gua destilada;

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b) Junte 35 mL de soluo de H2SO4 1:8 (v/v); c) Certifique-se que a bureta esteja limpa e lavada com soluo de KMnO4 antes de preench-la com a soluo que ser usada na titulao. Verifique se no h vazamento na bureta. Preencha com a soluo, verifique se no h bolhas (se houver, remova!) e acerte o volume no zero; d) Coloque um fundo branco sob o erlenmeyer para facilitar a visualizao da viragem do indicador; e) Comece a adio da soluo de KMnO4 ao erlenmeyer, sob agitao. Se ficar soluo de KMnO4 nas paredes do erlenmeyer, lave com gua destilada e continue a adio de KMnO4; f) Aparecimento de uma leve colorao rsea na soluo do erlenmeyer, que persista por mais de 30 s indica o final da titulao. Anote o volume da soluo de KMnO4 consumido. Esse volume ser usado no clculo da concentrao; g) O procedimento deve ser feito em duplicata.

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PRTICA PRTICA 6 Preparao e padronizao da soluo de tiossulfato de sdio 0,1 mol/L

Materiais Vidro de relogio Bequer pequeno Balo volumetrico de 100 ml Funil analitico Bureta de 25 ml Pipeta volumetrica de 10 ml

Reagentes Na2S203 . 5H2O KIO3 KI HCl amido

6.1. Preparao da soluo de Na2S2O3.5H2O 0,1 mol/L (1 mol = 248,11 g) a) Pese 2,5 g de Na2S2O3.5H2O num vidro de relgio ou bquer pequeno; b) Dissolva a massa pesada em gua destilada previamente fervida e resfriada completando o volume para 100 mL em balo volumtrico; c) Homogeneize bem a soluo; d) Procure manter a soluo no escuro.

6.2. Padronizao com soluo de Iodato de Potssio 0,01mol/L - KIO3 (1 mol = 214,00 g) a) Use Iodato de Potssio seco em estufa a 120 C por 2 horas; b) Pese 0,15 g (0,14 a 0,16g) de iodato de potssio em balana analtica, anotando o valor da massa at a quarta casa decimal; c) Transfira quantitativamente a massa de iodato para um balo volumtrico de 100 mL com auxlio de um funil analtico, complete o volume e homogeneize a soluo; d) Certifique-se que a bureta esteja limpa e lavada com soluo de Na2S2O3 antes de preench-la com a soluo que ser usada na titulao. Verifique se 64

no h vazamento na bureta. Preencha com a soluo, verifique se no h bolhas (se houver, remova!) e acerte o volume no zero; e) Coloque um fundo branco sob o erlenmeyer para facilitar a visualizao da viragem do indicador; f) Pipete 10 ml da soluo de iodato para um erlenmeyer, adicione 1g de KI e 6 mL de soluo de HCl 1 mol/L; g) Titule imediatamente a mistura com a soluo de tiossulfato at colorao amarela clara; h) Adicione 3 mL do indicador amido e titule at a soluo se tornar incolor (viragem azul para incolor); i) O procedimento deve ser feito pelo menos em duplicata.

Observaes:

1. Cuidado para transferir a massa de iodato para o balo. Se ocorrer suspeita de perda de massa repetir o procedimento; 2. Prepare a mistura de iodato com iodo e cido clordrico somente no momento da titulao; 3. Adicione o amido somente prximo ao final da titulao.

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PRTICA PRTICA 7 Deteminao de cloro ativo (hipoclorito) em gua sanitria

Materiais Pipeta volumetrica de 10 mL Balo volumetrico de 100 mL Bureta de 25 mL Erlenmeyer de 250 mL gua sanitria Pisseta

Reagentes Na2S2O3 0,1 mol/L KIO3 KI HCl 1mol/L amido

7.1. Preparao da soluo de gua sanitria

Retire uma alquota de 10 mL da gua sanitria com pipeta volumtrica. Transfira para um balo volumtrico de 100 mL e complete o volume com gua destilada. Homogeneize a soluo.

7.2.

Titulao da amostra preparada com Na2S2O3 0,1 mol/L antes de preench-la com a soluo que ser usada na titulao. Verifique se no h vazamento na bureta. Preencha com a soluo, verifique se no h bolhas (se houver, remova!) e acerte o volume no zero;

a) Certifique-se que a bureta esteja limpa e lavada com soluo de Na2S2O3

b) Coloque um fundo branco sob o erlenmeyer para facilitar a visualizao da viragem do indicador; c) Retire uma alquota de 10 mL da soluo da gua sanitria com pipeta volumtrica. Transfira para o erlenmeyer e junte 50 mL de gua destilada; d) Pipete 10 mL da soluo de iodato para um erlenmeyer, adicione 1g de KI e 6 mL de soluo de HCl 1 mol/L;

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e) Titule imediatamente a mistura com a soluo de tiossulfato at colorao amarela clara; f) Adicione 3 mL do indicador amido e titule at a soluo de tornar incolor (viragem azul para incolor); g) O procedimento deve ser feito pelo menos em duplicata.

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PRTICA PRTICA 8 Preparao da soluo de EDTA 0,01 mol/L (1 mol = 372,24 g)

Materiais Vidro de relgio Bquer pequeno Balo volumtrico de 100 mL Bureta de 25 mL Erlenmeyer de 125 mL Pipetas volumtricas Funil analtico

Reagentes EDTA padro

8.1. Preparo da soluo de EDTA a) Pese 0,4g de EDTA. 2H2O seco a 70 - 80oC por duas horas num vidro de relgio ou bquer pequeno; b) Transfira quantitativamente a massa pesada, com auxlio de um funil analtico, para um balo volumtrico de 100 mL e complete o volume com gua destilada; c) Homogeneize bem a soluo. 8.2. Preparo da soluo padro de clcio (1 mg Ca)/mL) Materiais Vidro de relgio Bequer pequeno Balo volumetrico de 1000 mL Pisseta a) Dissolva 1,785g de CaCO3 (seco a 150 0C) em 20 mL de HCl (1:4); b) Leve a ebulio para expulsar o CO2; c) Deixe esfriar; d) Dilua a 1000 mL com gua e homogeneize. Reagentes CaCO3 HCl ( 1:4)

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8.3. Preparo da soluo padro de magnsio (1 mg MgO/mL)

Materiais Vidro de relogio Bequer pequeno Balo volumetrico de 1000 mL

Reagentes Fita de magnsio HCl ( 1:9)

a) Lave a fita de magnsio com HCl diludo, depois com gua, lcool e finalmente com ter; b) Dissolva 0,6032g do metal purificado em 50 mL de HCl (1:9); c) Esfrie; d) Dilua com1000 mL de gua e homogeneize.

8.4. Padronizao da soluo de EDTA (equivalente em clcio)

Materiais Pipeta volumtrica de 5 mL Erlenmeyer Bureta de 25 mL

Reagentes Soluo padro de clcio KOH a 25% calcon EDTA padro

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a) Retire uma alquota de 5 mL da soluo padro de clcio com pipeta volumtrica e transfira para o erlenmeyer; b) Junte 2,5 mL de KOH a 25% e dilua com 50 mL, para o pH ficar em 12 e adicione uma ponta de esptula do indicador slido calcon; c) Certifique-se que a bureta esteja limpa e lavada com soluo de EDTA antes de preench-la com a soluo que ser usada na titulao. Verifique se no h vazamento na bureta. Preencha com a soluo de EDTA, verifique se no h bolhas (se houver remova) e acerte o volume no zero; d) Coloque um fundo branco sob o erlenmeyer para facilitar a visualizao da viragem do indicador; e) Comece a adio da soluo de EDTA ao erlenmeyer, sob agitao constante. Cuidado para no deixar gotas do titulante nas paredes do erlenmeyer. Lave com gua destilada; f) Proceder a titulao com a adio de soluo de EDTA at que a soluo passe de azul para rosa. O volume gasto ser usado no clculo de uma fator para a soluo de EDTA a partir da massa de CaO; g) O procedimento deve ser feito pelo menos em duplicata.

8.5. Padronizao da soluo de EDTA (equivalente em magnsio)

Materiais Pipeta volumetrica de 5 mL Bureta de 25 mL Pisseta

Reagentes HCl conc. Amnia conc. eriocromo T EDTA padro

a) Retire uma alquota de 5 mL da soluo padro de magnsio com pipeta volumtrica e transfira para o erlenmeyer; b) Junte 5 gotas de HCl concetrado, 5 mL de amnia concentrada, 50 mL de gua destilada, para o pH ficar em 10 e adicione uma ponta de esptula do indicador slido eriocromo T; c) Certifique-se que a bureta esteja limpa e lavada com soluo de EDTA antes de preench-la com a soluo que ser usada na titulao. verifique se no 70

h vazamento na bureta. Preencha com a soluo de EDTA, verifique se no h bolhas (se houver remova!) e acerte o volume no zero; d) Coloque um fundo branco sob o erlenmeyer para facilitar a visualizao da viragem do indicador; e) Comece a adio da soluo de EDTA ao erlenmeyer, sob agitao constante. Cuidado para no deixar gotas do titulante nas paredes do erlenmeyer. Lave com gua destilada. f) Proceder a titulao com a adio de soluo de EDTA at que a soluo passe de vermelho para azul. O volume gasto ser usado no clculo de uma fator para a soluo de EDTA a partir da massa de Mg. g) O procedimento deve ser feito pelo menos em duplicata.

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PRTICA PRTICA 9 Anlise da amostra de suplemento mineral

Materiais Bquer de 250 mL Papel de filtro, filtrao mdia Balo volumtrico de 250 mL

Reagentes HCl conc.

Procedimento: Preparao da amostra.

9.1.

Preparo da amostra

a) Pulverize 1 comprimido de suplemento mineral utilizados no tratamento de osteoporose; b) Transfira para um bequer de 250 mL e adicione 50 mL de gua deionizada; c) Adicione 5 mL de HCl concentrado; d) Aquea a mistura prximo a ebulio por 10 minutos; e) Filtre a soluo atravs de papel de filtro de filtrao mdia; f) Receba o filtrado em balo de 250 mL; g) Lave o filtro vrias vezes com gua recebendo as lavagens no balo; h) Deixe a soluo esfriar; i) Dilua a soluo ao volume e homogeneize.

9.2. Titulao do clcio na amostra de suplemento mineral

Materiais Pipeta volumetrica de 2 mL Erlenmeyer Bureta

Reagentes KOH a 25% Trielalonamina (1+1) Calcon EDTA padro

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a) Retire a alquota de 2 mL dessa soluo com pipeta volumtrica e transfira para o erlenmeyer; b) Junte 100 mL de gua destilada, 5 mL de KOH a 25%, 2,5 de trietalonamina ( 1+1) e uma ponta de esptula do indicador slido calcon; c) Certifique-se que a bureta esteja limpa e lavada com soluo de EDTA antes de preench-la com a soluo que ser usada na titulao. Verifique se no h vazamento na bureta. Preencha com a soluo de EDTA, verifique se no h bolhas (se houver remova!) e acerte o volume no zero; d) Coloque um fundo branco sob o erlenmeyer para facilitar a visualizao da viragem do indicador; e) Comece a adio da soluo de EDTA ao erlenmeyer, sob agitao constante. Cuidado para no deixar gotas do titulante nas paredes do erlenmeyer. Lave com gua destilada; f) Proceder a titulao com a adio de soluo de EDTA at que a soluo passe de azul para rosa. O volume gasto ser usado no clculo da concentrao de clcio; g) O procedimento deve ser feito pelo menos em duplicata.

9.3.

Titulao do clcio + magnsio na amostra de suplemento mineral

a) Retire uma alquota de 2 mL da soluo amostra com pipeta volumtrica e transfira para o erlenmeyer; b) Junte 5 gotas de HCl concentrado, 10 mL de trietalonamna (1+1), 12,5 mL de amnia concentrada, dilua com 100 mL de gua e adicione a ponta de esptula do indicador slido negro de eriocromo T; c) Certifique-se que a bureta esteja limpa e lavada com soluo de EDTA antes de preench-la com a soluo que ser usada na titulao. Verifique se no h vazamento na bureta. Preencha com a soluo de EDTA, verifique se no h bolhas (se houver remova!) e acerte o volume no zero;

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d) Coloque um fundo branco sob o erlenmeyer para facilitar a visualizao da viragem do indicador; e) Comece a adio da soluo de EDTA ao erlenmeyer, sob agitao constante. Cuidado para no deixar gotas do titulante nas paredes do erlenmeyer. Lave com gua destilada; f) Proceder a titulao com a adio de soluo de EDTA at que a soluo passe de vermelho para azul. O volume gasto ser usado no clculo da concentrao de clcio; g) O procedimento deve ser feito ser feito pelo menos em duplicata.

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PRTICA de PRTICA 10 Determinao de cloreto com soluo de nitrato de prata 0,1 mol/L (Mtodo de Mohr)

10.1. Determinao de cloreto (Mtodo de Mohr) a) Complete o volume do balo da amostra com gua destilada. b) Homogeneize a soluo. c) Retire uma alquota de 10 mL dessa soluo com pipeta volumtrica. Transfira para o erlenmeyer . d) Junte 1 mL de soluo 5% de K2CrO4 (indicador) e 50 mL de gua destilada. e) Certifique-se que a bureta esteja limpa e lavada com soluo de AgNO3 antes de preench-la com a soluo que ser usada na titulao. Verifique se no h vazamento na bureta. Preencha com a soluo de AgNO3, verifique se no h bolhas (se houver remova) e acerte o volume no zero. f) Coloque um fundo branco sob o erlenmeyer para facilitar a visualizao da viragem do indicador. g) Comece a adio da soluo de AgNO3 ao erlenmeyer, sob agitao constante. No pare a adio durante a titulao e tente manter o mesmo ritmo de agitao. Cuidado para no deixar gotas de soluo ou partculas do precipitado nas paredes do erlenmeyer. Lave com gua destilada. h) Quando o precipitado adquirir um aspecto coagulado (como leite azedo), Ateno: o ponto final da titulao est prximo! i) Aparecimento de uma leve colorao avermelhada no precipitado, que persista por mais de 30 s, indica o final da titulao. Anote o volume da soluo de AgNO3 consumido. j) O procedimento deve ser feito em duplicata.

Observaes:

1) No interrompa a titulao antes que o ponto final seja detectado; 2) No espere todo precipitado adquirir colorao avermelhada. Neste caso, o ponto final j passou! Considere o volume onde o precipitado adquire colorao levemente rosada.

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PRTICA cristalizao PRTICA 11 Determinao da gua de cristalizao em um sal hidratado

11.1. Pesagem da amostra

a) Lavar um pesa-filtro, sec-lo a 150 por uma ho ra e esfriar em um C dessecador (o pesa-filtro deve estar destampado). Em seguida pesar o pesafiltro (com a tampa) em uma balana analtica e anotar o peso obtido. Peso do pesa-filtro = ...................................... b) Retirar a tampa, transferir por meio de uma esptula cerca de 1,2000 g do sal para o pesa-filtro, colocar a tampa com auxlio de uma pina, efetuar nova pesagem e fazer anotaes: Pesa-filtro + amostra = ........................................ Massa da amostra = ....................................

11.2. Secagem

a) Retirar a tampa, apoi-la na boca do frasco, transferir o conjunto (pesa-filtro + amostra) para uma das prateleiras da estufa (mas no no fundo). b) Deixar o conjunto durante 1,5 hora na estufa temperatura de 150 C. c) Aps este perodo, transferir o conjunto (pesa-filtro + amostra) para o dessecador e deixar esfriar por 20 minutos. d) Em seguida, tampar o frasco, transferir para uma balana analtica e efetuar nova pesagem: Pesa-filtro + amostra aps 1 secagem = .............................. Massa do resduo = ............................................................... Massa de gua = .................................................................... e) Repetir o procedimento b at obter constncia de peso e fazer as mesmas anotaes referidas acima.

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11.3. Clculos

Com base nas anotaes feitas (massa da amostra; massa do resduo aps a ultima secagem e massa de gua) e explicaes do professor, ser possvel ento obter os seguintes resultados:

% H2O no sal analisado = .................................................. % H2O terica do sal = ...................................................... N de molculas de gua do sal = .................. .................... Erro relativo da analise = ...................................................

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PRTICA PRTICA 12 Determinaao do teor de volteis em amostras de plantas

12.1. Preparao do vidro de relgio

a) Lavar bem um vidro de relgio, sec-lo na estufa e resfriar em um dessecador. b) Em seguida, utilizando uma pina metlica, pesar o vidro de relgio e anotar o peso obtido. Peso do vidro de relgio = P1 =.....................................

12.2. Pesagem da amostra

a) Limpar cuidadosamente uma amostra de planta com o auxilio de um pincel (a planta no deve em hiptese alguma ser lavada, seno ela absorver gua, provocando assim um erro na determinao). b) Transferir para o vidro de relgio e pesar. Peso do vidro de relgio + amostra = P2 =......................... Caso voc disponha de outras partes da planta como raiz e caule, proceda da mesma maneira, usando para cada parte da planta um vidro de relgio separado.

12.3. Secagem

c) Aquecer o conjunto (vidro de relgio + amostra) em uma estufa a uma temperatura mdia de 70C, at o peso tornar-se constante. Em seguida efetua-se nova pesagem. Peso do vidro de relgio + amostra aps secagem = P3 =..

12.4. Clculos Sabendo-se que P2 P1 = PA (peso da amostra), e que P3 P2 = massa de volteis na amostra, calcula-se ento o teor de volteis na amostra. 78

PRTICA PRTICA 13 Aplicao da anlise gravimtrica por precipitao: determinao de sulfato como sulfato de brio de

13.1. Preparo do cadinho de porcelana

a) Limpar e lavar bem com gua destilada o cadinho de porcelana. b) Secar na estufa e depois transferir para a mufla temperatura de 150 a 900 (de acordo com a natureza do material mater iais rochosos C necessitam temperaturas mais altas materiais vegetais necessitam temperaturas mais baixas). c) Aguardar 1 hora e depois retirar o cadinho da mufla, colocar sobre material de amianto e deixar ao ar durante 2 minutos, depois em um dessecador por 10 minutos e ento pes-lo. Peso do cadinho = P1 = ............................................ d) Repetir o aquecimento do cadinho por mais 20 minutos, seguindo as operaes de resfriamento e pesagem, para ter segurana de que o cadinho adquiriu peso constante. Peso do cadinho = P2 = ............................................ 13.2 Dissoluo da amostra:

e) Pesar cerca de 0,5000 g da amostra de K2SO4 (previamente seca a 110 C para eliminar a umidade); f) Transferir quantitativamente para um bquer de 250 mL provido de um basto de vidro; g) Dissolver em gua, diluir para aproximadamente 150 mL e adicionar soluo 2 mL de HCl concentrado.

13.2. Precipitao

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a) Calcular o volume de BaCl2 . 2H2O 0,04 M necessrio para precipitar o on sulfato presente na soluo amostra (com um excesso de 10% para assegurar uma precipitao quantitativa do sulfato); b) Transferir este volume para um bquer de 100 mL. Aquecer a soluo amostra e do precipitante a 80-90 C; c) Em seguida verter lentamente a soluo precipitante(BaCl2.2H2O), na soluo amostra (K2SO4), agitando constantemente a soluo durante a adio; d) Deixe o precipitado sedimentar, em seguida, teste o liquido sobrenadante, para verificar se a precipitao foi completa, adicionando algumas gotas de soluo de BaCl2.2H2O; e) Se houver formao de precipitado, adicione lentamente mais 5 mL da soluo precipitante; f) Repita este procedimento at a soluo ficar completamente lmpida; g) Colocar o bquer (coberto com um vidro de relgio) com o seu contedo em banho-maria ou placa de aquecimento com temperatura baixa ou pequena chama durante 1 hora (para efetuar a digesto do precipitado). A soluo sobrenadante deve ser completamente clara.

13.3. Filtrao

a) Transferir a soluo sobrenadante para o filtro (retendo o precipitado no bquer) com ajuda do basto de vidro. No deixar que o liquido ultrapasse a 2/3 da capacidade do filtro; b) Lavar o precipitado no bquer por decantao com varias pores de gua destilada quente (para eliminar os ons Cl-) ate que algumas gotas do filtrado apresente reao negativa com Cl- (teste com soluo de AgNO3). 13.4. Secagem e calcinao

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a) Dobrar o papel de filtro, transferi-lo para o cadinho de porcelana; b) Levar mufla para calcinao a 600 aparecimento de cinzas brancas; c) Retirar da mufla, esperar esfriar em dessecador em seguida efetuar a pesagem.0

C (aproximadamente 2 h) at o

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REFERNCIAS 1. N. Baccan, L.M. Aleixo, O. E. S. Godinho e E. Stein, Introduo Semimicroanlise Qualitativa, 3a edio, Editora da UNICAMP, Campinas, 1990. 2. N. Baccan, J. C. de Andrade, O. E. S. Godinho e J. S. Barone, Qumica Analtica Quantitativa Elementar, 3a edio, Editora Edgard Blucher, So Paulo, 2001. 3. G. H. Jeffrey, J. Basset, J. Medham, R.C. Denney, Vogel Anlise Qumica Quantitativa, 6 edio, LTC, Rio de Janeiro, 2002, 712p 4. A. I. Vogel, Qumica Analtica Qualitativa, So Paulo: Mestre Jou, 1981, 665p.

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