Experimento 1 - Identificao Cations Do Grupo I - Na, K, NH4 - 04.03.11

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<p>Licenciatura em Qumica</p> <p>Prticas de Qumica Qualitativa</p> <p>Identificao de ctions do Grupo I</p> <p>Data da realizao do experimento: 04.03.2011</p> <p>Araras, SP 2011</p> <p>1-</p> <p>OBJETIVO</p> <p>Atravs de reaes de via seca e via mida, realizar os testes analticos, para identificao dos ctions do grupo 1: Na+, K+ e NH4+.</p> <p>2-</p> <p>INTRODUO</p> <p>Os ctions do grupo I so analisados por reaes seletivas e especficas, que sero realizadas por via seca e via mida. Nas reaes de via seca, as substncias a serem analisados e os reagentes so utilizadas no estado slido, e geralmente a reao executada sobre alta temperatura. Neste caso, emprega-se o teste de chama, que se baseia no fato de que quando certa quantidade de energia fornecida a um determinado elemento qumico, alguns eltrons da ltima camada de valncia absorvem esta energia passando para um nvel de energia mais elevado, produzindo o que chamamos de um estado excitado. Quando um desses eltrons excitados retorna ao estado fundamental, emite uma quantidade de energia radiante, igual quela absorvida, cujo comprimento de onda caracterstico do elemento e da mudana do nvel eletrnico de energia. Assim, a luz de um comprimento de onda particular ou cor, utilizada para identificar o referido elemento. Nas reaes por via mida, observa-se a interao entre a substncia sobre anlise e os correspondentes reagentes em soluo. Ocorrem transformaes facilmente identificveis as quais permitem confirmar a reao correspondente. Tais efeitos externos so: a) Mudana de colorao da soluo; b) Precipitao (ou dissoluo); c) Desprendimento gasoso. Com relao aos ons, temos dentre estes aqueles que mais se destacam pelo fato de serem os maiores ctions do perodo ao qual pertencem e possurem carga pequena e a estrutura de um gs nobre. So eles:</p> <p>Sdio (Na+) - Possui sais de colorao brancas tipicamente solveis em gua que frequentemente cristalizam com hidratos. Em soluo aquosa so quimicamente inertes e no reduzidos aos seus ons metlicos. O hidrxido de sdio [NaOH] muito solvel em gua e fonte comum de ons OH-. Potssio (K+) Tm propriedades similares as do sdio, sendo muito solvel em gua e constituindo uma base forte. Amnio (NH4+) Embora no seja um ction metlico, possui propriedades semelhantes aos dos metais alcalinos, sendo por isso includo neste grupo no esquema de anlise qualitativa. Seus sais so brancos e solveis em gua. 3- RESULTADOS ANALITICOS Tabela Anlise dos Ctions do Grupo I</p> <p>IONS</p> <p>TESTE CHAMA</p> <p>Na+ K+ NH4+</p> <p>DE REAOES COM COBALTONITRITO DE SDIO (VIA MIDA) Identificao sal Houve precipitao apresentando amarelada colorao laranja Identificao sal Houve precipitao apresentando amarelada colorao violeta ----------------------</p> <p>REAO COM BASE FORTE</p> <p>-----------------------</p> <p>Houve precipitao, menor, amarelada. Houve liberao de gs, e o ---------------------------- papel de tornassol vermelho ficou azul.</p> <p>OBS.: O teste de chama para o on potssio menos sensvel do que o teste para o sdio. A cor da chama no duradoura e facilmente mascarada pelo sdio at mesmo quando presente em quantidades trao. Por isso, utiliza-se um vidro de cobalto para absorver a luz amarela do sdio e permitir que seja observada a cor da chama do potssio. O vidro de cobalto transmite a luz somente nos extremos do espectro visvel, exatamente onde se encontram as linhas espectrais do potssio. Este teste no por si s conclusivo para identificao deste on, todavia, um timo complemento para o teste de precipitao.</p> <p>I - REAO DOS ONS SDIO Ia Teste de chama. Para uma anlise qumica qualitativa dos ons sdio, no primeiro procedimento experimental, realizamos o teste de chama. Verificamos a presena do sdio devido colorao alaranjada produzida.</p> <p>II - REAOES DOS ONS POTSSIO IIa Procedimento para o teste de chama O teste de chama para o on potssio menos sensvel do que o teste do sdio, desta forma notou-se a colorao violeta que se extinguiu rapidamente, indicando sua presena. IIb Reao com cobaltonitrito de sdio. Depois de misturar todas as solues amostra, percebemos que ocorreu uma reao qumica entre o ction e o nion, aps deix-la em repouso por alguns minutos o precipitado depositou-se no fundo do tubo de ensaio formando um slido amarelo, e este slido observado o potssio, que reage rapidamente em solues concentradas na presena de excesso de reagentes e lenta em solues diludas. 3 K+ + [Co(NO2) 6] 3- K3[Co(NO2)6 ] (s) Precipitado 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.</p> <p>III REAOES COM IONS AMNIO</p> <p>IIIa Reao com cobaltonitrito de sdio. Utilizando o procedimento anterior, substituindo apenas o cloreto de potssio pelo cloreto de amnio, precipitou (NH4)3[Co(NO2)6] tambm de cor amarela, aps repousar alguns minutos. 3 NH4+ + [Co(NO2)6]3- (NH4)3[Co(NO2)6 ] (s) Precipitado</p> <p>IIIb Reao com base forte. Procedimento 1. Decorrente a isso, em um tubo de ensaio, adicionamos soluo de cloreto de amnio (NH4Cl) a uma base forte (NaOH). Ao ser aquecido, detectamos o gs amnia, que um gs bsico, e em contato com o papel tornassol vermelho umedecido com gua, indicou uma colorao azul. A reao envolvida neste teste pode ser expressa pela seguinte equao: NH4+ + OH- NH3 + H2O Procedimento 2. Quando o basto de vidro umedecido em acido clordrico concentrado entrou em contato com o vapor da amostra houve a liberao de um gs branco (fumaa). Reao: NH4+ + OH = NH3(g) + H2O NH3(g) + HCl = NH4Cl(s)</p> <p>QUESTIONRIO 1) Por que se coloca o on NH4+ entre os ctions do Grupo 1? Com qual ction do Grupo I o on amnio semelhante? Resposta: Embora o on amnio no seja um ction metlico, seus sais possuem propriedades semelhantes s dos metais alcalinos e so geralmente includos neste grupo no esquema de anlise qualitativa. So de colorao branca e solvel em gua. 2) Como explicar o aparecimento de uma colorao na chama quando queimamos determinadas espcies qumicas no bico de Bunsen? Por que essas espcies qumicas devem estar preferencialmente na forma de cloretos? Resposta: Observamos que as reaes dos ons ocorrem devido ao fornecimento de grandes quantidades de energia. Eltrons da camada de Valencia absorvem energia e excitados passam para uma camada mais elevada, por no conseguirem se manter nesta camada que no a de origem ao retornar ao estado fundamental emitem uma quantidade de energia radiante, igual a aquela absorvida. 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 detectados atravs da observao visual da chama. 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. 3) Qual a funo do vidro azul de cobalto na visualizao da cor da chama para o teste da presena de potssio na amostra? Resposta: O teste de chama para ons potssio menos sensvel do que o teste para o sdio. A cor da chama no duradoura e facilmente mascarada pelo sdio. Por isso, utiliza-se um vidro de cobalto para absorver a luz amarela do sdio e permitir que seja observada a cor da chama do potssio. O vidro transmite a luz somente nos extremos do espectro visvel, exatamente onde se encontram as linhas espectrais do potssio.</p> <p>4) Qual a importncia do pH tamponado na precipitao do K+ com cobaltonitrito de sdio? Resposta: O propsito 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 fortemente cido ocorra a decomposio do reagente: 3 NO2- + 2H+ 2 NO + O2 2 NO + H2O + NO32 NO2</p> <p>Neste caso o Co(III) reduzido a Co(II) tornando a soluo rosada, e num meio fortemente bsico ocorre precipitao de CO(OH)3 de colorao marrom escuro. 5) O que acontece ao se juntar base forte a soluo de sal de amnio? necessrio aquecimento? Resposta: Se juntar uma base forte a soluo de amnio haver uma troca inica, como ser mostrado na reao a seguir. NaOH(aq) + NH4Cl(aq) NH4OH(aq) + NaCl(aq) O aquecimento tornar-se necessrio para a quebra da molcula do hidrxido de amnia, na formao do gs amnia e agua, onde ser identificado o desprendimento do gs com o papel tornassol vermelho a sada do tubo de ensaio. NH4OH(aq) NH3(g) + H20(l) 6) Descreva brevemente como possvel distinguir entre os seguintes pares: a) Na+ e K+</p> <p>Visualmente no podemos distinguir Na e K, conseguimos distinguir pela prova de chama. O potssio apresenta uma colorao violeta amarelada de curta durao utilizando um vidro de cobalto para provar a existncia de potssio na amostra. J o Sdio, observa-se uma colorao amarela intensa ao colocar diretamente na chama oxidante do bico de Bunsen. b) Na+ e NH4+ O Sdio pode distinguir pelo teste da chama, onde verificamos uma colorao amarela intensa na chama oxidante. A presena do on amnio em soluo pode ser detectada pelo excesso de uma base forte para converter o on NH 4+ amnia, NH3. A seguir aquece-se a soluo alcalina para expelir o gs NH3 e a amnia liberada detectada atravs de um papel de tornassol umedecido com gua destilada, o qual se torna azul. c) K+ e NH4+ Para ambos os testes, foram feitos a reao com cobaltinitrito de sdio. Para a identificao do potssio foi feito a prova de chama do precipitado, onde sua chama possui colorao violeta. d) NH4Cl e NaCl Visualmente no podemos distinguir um do outro, pois a colorao de ambos branca. O NaCl pode ser feio diretamente pela prova de chama e o NH4Cl consiste em colocar um basto de vidro umedecido com cido clordrico concentrado em contato com o vapor desprendido pela reao, observando-se neste caso, a formao de fumos brancos (micro partculas de NH4Cl slido). Podemos distinguir tambm pelo pH.</p> <p>Resultados e Discusses Ao fazer o teste de chama, deve-se utilizar sais umedecidos com cido clordrico concentrado, isto porque nitratos e sulfatos no do chamas coloridas com a mesma intensidade daquela proveniente de cloretos. O Teste de chama to sensvel e persistente, que mesmo traos deste metal produzem cor amarela intensa que encobre toda a cor devida qualquer outro on presente na amostra. Por isso, este teste conclusivo para identificao do on sdio.</p> <p>5- CONCLUSO Ao final dos procedimentos para detectarmos as reaes dos ctions do grupo I: Na++, K+ e NH4+ notamos a importncia da qumica analtica dentro de nossa futura empresa, podendo atravs de analises simples e praticas, nos mostrar se o produto que temos em mos apresenta a composio necessria revelando-nos sua composio qumica ou fsica. Trabalhando com suas caractersticas fsicas identificamos o ction presente, e caso queiramos saber qual a substancia descobrimos por meio de reaes qumicas.</p> <p>6- REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS INTERNET: www.fc.unesp.br/ http://www.tabelaperiodica.hd1.com.br/ Livro : BACCAN, N. Introduo semimicroanlise qualitativa. 3 ed. Editora da Unicamp, 1990. DANTAS, Josivnia Maria. Uma interpretao Microscpica para a Anlise Sistemtica de Ctions (2006). Tese de Doutorado</p>

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