polígrafo aulas práticas - módulo i 2005 revisado

Análise Química

É esse o mundo que queremos?

Durante muito tempo, nós químicos, fizemos química de frente para a bancada, mas de costas para a janela dos laboratórios. Quando vimos a primeira fotografia de nosso planeta tirada de uma nave espacial, descobrimos que a terra era realmente azul, flutuando no espaço como se fosse um organismo vivo, único. Descobrimos também que uso indiscriminado de pesticidas estava colocando a nossa saúde em risco ao contaminar os alimentos e a água, que o lixo industrial e urbano estavam sendo descartados inadequadamente e que o nosso ar estava se tornando irrespirável.

Ainda não conhecemos com exatidão a magnitude do efeito estufa, nem todas as suas conseqüências. Também não podemos prever em detalhes a toxicidade ou o poder mutagênico de todas as novas moléculas que são produzidas. No entanto, devemos nos empenhar na avaliação dos riscos ambientais de tudo o que por nós é produzido.

Num laboratório químico, inúmera é a variedade de substâncias que podem ser manipuladas. Durante os experimentos muito rejeito sólido e líquido é gerado nestes laboratórios e não devem ser descartados de qualquer maneira, em qualquer lugar. E o que fazer com este material residual que é produzido? Se nós, químicos, não formos responsáveis pelo destino final deste “lixo”, quem será.

A evolução na química analítica nos mostra que a tendência é minimizar a quantidade de reagente necessária para as análises, com o desenvolvimento de equipamentos de alta sensibilidade. Substâncias hoje conhecidas como tóxicas vêm sendo substituídas por outras, que desempenhem a mesma finalidade, de menor prejuízo à saúde humana e ao ambiente.

PARA SUA SEGURANÇA, É INDISPENSÁVEL O USO DE EPI’S DURANTE AS AULAS PRÁTICAS.

Marcelo Antunes Gauto

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Análise Química

Esperamos, ao final deste curso, que você tenha desenvolvido não só o conteúdo técnico e as habilidades em laboratório, o que é importante, mas que também tenha se engajado no correto manuseio e destino dos insumos utilizados durante as aulas.

Através de uma mentalidade ecológica madura, poderemos garantir um ambiente sustentável para as futuras gerações.

Bom trabalho!



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Análise Química

LABORATÓRIO QUÍMICO

Apesar do grande desenvolvimento teórico da Química, ela continua a ser uma ciência eminentemente experimental; daí a importância das aulas práticas de Química. A experiência treina o aluno no uso de métodos, técnicas e instrumentos de laboratório e permite a aplicação dos conceitos teóricos aprendidos.

O laboratório Químico é o lugar privilegiado para a realização de experimentos, possuindo instalações de água, luz e gás de fácil acesso em todas as bancadas. Possui ainda local especial para manipulação das substâncias tóxicas (a capela), que dispõe de sistema próprio de exaustão de gases. O laboratório é um local onde há um grande número de equipamentos e reagentes que possuem os mais variados níveis de toxidez. Este é um local bastante vulnerável a acidentes, desde que não se trabalhe com as devidas precauções. Abaixo, apresentamos alguns cuidados que devem ser observados, para a realização das práticas, de modo a minimizar os riscos de acidentes.

ANTES, DURANTE E APÓS O EXPERIMENTO

Não se entra num laboratório sem um objetivo específico, portanto é necessário uma preparação prévia ao laboratório: O que vou fazer? Com que objetivo? Quais os princípios químicos envolvidos nesta atividade?

Durante a realização dos experimentos é necessária anotações dos fenômenos observados, das massas e volumes utilizados, tempo decorrido, condições iniciais e finais do sistema, portanto um caderno deve ser usado especialmente para o laboratório. Este caderno de laboratório possibilitará uma descrição precisa das atividades de laboratório. Não confie em sua memória, tudo deve ser anotado.

Após o experimento vem o trabalho de compilação das etapas anteriores através de um relatório. O relatório é um modo de comunicação escrita de cunho científico sobre o trabalho laboratorial realizado.

Pré-laboratório

1. Estude os conceitos teóricos envolvidos, leia com atenção o roteiro da prática e tire todas as dúvidas.

2. Obtenha as propriedades químicas, físicas e toxicológicas dos reagentes a serem utilizados. Essas instruções são encontradas no rótulo do reagente.

AULA PRÁTICA

1. O laboratório é um local de trabalho sério; portanto, evite brincadeiras que dispersem sua atenção e de seus colegas.

2. O cuidado e aplicação de medidas de segurança é responsabilidade de cada indivíduo; cada um deve precaver-se contra perigos devido a seu próprio trabalho e ao dos outros. Consulte o professor sempre que tiver dúvidas ou ocorrer algo inesperado ou anormal.

3. Faça apenas a experiência prevista; qualquer atividade extra não deve ser realizada sem a prévia consulta ao professor.

4. Não cheire, toque ou prove qualquer reagente. Lembre-se que a contaminação ocorre por inalação e/ou ingestão e/ou absorção pela pele. Não fume, coma ou beba no laboratório.

5. Nunca deixe o bico de Bunsen aceso quando não estiver usando. Não use substâncias inflamáveis próximo a chama.

6. Trabalhe com cuidado com substâncias tóxicas e corrosivas, como ácidos, álcalis e solventes. Todo material tóxico e/ou que exale vapor deve ser usado na capela.

7. Leia com atenção o rótulo do frasco de reagente antes de usá-lo para certificar-se que é o frasco certo. Todo frasco contendo reagentes, amostras e soluções devem ser devidamente etiquetados (identificação do material e do responsável e data).

8. Não contamine os reagentes, voltando o reagente não utilizado ao frasco original ou usando espátulas e pipetas sujas ou molhadas.



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9. Experimentos em andamento devem apresentar anotações indicando o procedimento em caso de acidente. Não utilize material de vidro quebrado, rachado ou com defeito, principalmente para aquecimento ou em sistemas com vácuo.

10. Enxugue e lave qualquer local onde cair reagente. Nunca jogue papéis, fósforo ou qualquer sólido na pia.

Pós-laboratório

1. Lave todo o material logo após o término da experiência, pois conhecendo a natureza do resíduo pode-se usar o processo adequado de limpeza e descarte.

2. Guarde todo o equipamento e vidraria utilizado. Feche bem todos os frascos de reagentes, não os deixe aberto nas bancadas ou capelas. Desligue todos os aparelhos e lâmpadas e feche as torneiras de gás.



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1. EQUIPAMENTOS BÁSICOS DE LABORATORIO

O Laboratório Químico é um lugar especialmente desenhado para um trabalho eficiente e satisfatório em Química. Você precisa de espaço para trabalhar, mesa resistente ao ataque de produtos químicos, boa iluminação, fontes acessíveis de água, gás, eletricidade, área especial para manipulação de gases venenosos, etc. Você precisa, finalmente, dos recipientes e equipamentos adequados.

A Química, como toda ciência, foi obrigada a desenvolver para seu uso, uma linguagem particular. Há necessidade de um certo esforço visando aprender o significado exato desses novos termos.

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a b

a) Béquer b) Erlenmeyer

Estão entre os recipientes mais usados em laboratório. A capacidade varia de alguns mililitros até litros. Feitos de vidro Pyrex, resistem bem ao aquecimento, ao resfriamento e ao ataque por drogas químicas. São recipientes de fácil limpeza.

Balões (fundo chato/fundo redondo)

Usados para conter líquidos ou como frascos de reação. Os de fundo redondo são mecanicamente mais resistentes e mais adequados a operações que envolvam aquecimento. Os de fundo chato têm a vantagem de não requerer uso de suporte para serem mantidos em posição vertical.

Tubos de Ensaios

Tubos fechados numa extremidade, usados para conter pequenas quantidades de material sólido ou líquido na realização de testes e reações químicas. A transparência permite a perfeita observação dos fenômenos que ocorrem.

Apresenta duas aplicações importantes: na



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MATERIAIS DE VIDRO

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Funil de vidro comum

transferência de líquidos para frascos de boca estreita ou em filtração, para suportar o papel poroso (papel de filtro) destinado a reter as partículas grosseiras, em suspensão na mistura sólido-líquida a ser separada.

Pisseta ou frasco lavador

Carregada com o líquido desejado (água destilada, solvente orgânico, soluções, etc.), destina-se a dirigir um jato de líquido, em operações como lavagem, acerto grosseiro do nível na medida de volume, etc. Apresenta vantagens de manipulação e controles fáceis.

Vidro de Relógio

Usado para cobrir béqueres, quando for necessário proteger seu conteúdo da contaminação por poeira. Bastante utilizado em pesagens de material sólido. Usado, ainda, como recipiente raso para sólidos ou para evaporação lenta de líquidos. Não resiste ao aquecimento.

Bastão de vidro

Empregado na agitação de líquidos, em operações como: homogeneização, dissolução, etc., auxílio na transferência de líquidos de um recipiente para outro (faz-se o líquido escorrer pelo bastão de vidro ao invés de vertê-lo diretamente ao outro frasco).

Pesa-filtro

Muito usado para conter sólidos puros, amostras sólidas, etc. Resiste bem ao aquecimento em estufa (1100C), daí seu uso na operação de secagem, determinação de umidade, etc. A tampa esmerilhada protege o conteúdo da ação da umidade e poeira. Sendo de pequeno porte, presta-se bem para pesagem

Usada em medidas grosseiras de volume de líquidos pois comumente é graduada em



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Proveta

mililitros (erro da leitura ± 0,5 mL). Não deve ser aquecida em estufa e nem carregada com líquidos quentes, pois o aparelhos de medida de volume são calibrados para uma determinada temperatura, próxima à atmosférica, que vem gravada no aparelho.

Pipeta Volumétrica e Graduada

São aparelhos de medidas precisas de volumes de líquidos. O líquido é introduzido por sucção, aplicada na parte superior, até acima do menisco. Deixa-se escoar lentamente o líquido para o acerto do menisco e posterior transferência do volume medido. É muito importante o tempo de escoamento, pois dele depende o teor em líquido que fica aderente às paredes internas. Ex. para pipeta de 10 mL, o tempo mínimo de escoamento é de 20 segundos. Pipetas volumétricas medem um único volume, enquanto a graduada escoa volumes distintos de acordo com sua capacidade.

Bureta

É também aparelho de medida de volume com precisão (ex: bureta de 50 mL permite leitura com erro absoluto de ± 0,05 mL). A graduação é, em geral, até décimos de mililitros. É provida de torneira que permite interromper o escoamento exatamente no instante desejado, sendo por isso especialmente indicada para uso nas titulações. Aqui também o tempo de escoamento é um fator de importância básica.

Muito usado em laboratório. É um recipiente grande, provido de tampa bem ajustada, destinado a manter atmosfera anidra. Para tal, o compartimento inferior é



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Dessecador

carregado com agente dessecante, como CaCl2 anidro, H2SO4 concentrado, ou sílica-gel. Usado para secagem e proteção contra umidade de materiais higroscópicos; cadinhos são resfriados em seu interior, para posterior pesagem, etc.

Kitassato ou Frasco de Sucção

Usado para filtração à pressão reduzida. É utilizado em conjunto com o funil de Büchner para filtrações à vácuo.

Balão Volumétrico

Usado para preparar e diluir soluções.

Funil de Separação ou de Decantação.

Usado para separação de líquidos imiscíveis.



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a b c

Condensadores

Usados para condensar os gases ou vapores na destilação de líquidos.

(a)- Condensador de Liebig ou reto -usado em destilações; (b) - Condensador de Allihn ou de bolas- usado para refluxo de líquidos; (c) - Condensador de serpentina - usado em destilações ou refluxos.

Placa de Petri

Usadas para fins diversos tais como, secagem de compostos, processos de incubação em Biologia, etc.

Termômetro

Usado para medidas de temperaturas.

Cadinhos

Resistem bem à elevação de temperatura; podem ser aquecidos diretamente sobre chama até o rubro; daí seu uso na calcinação de pequenas quantidades de substâncias ou materiais. Podem ser feitos de níquel, ferro, platina, porcelana, etc., conforme o uso a que se destina.

Sendo um recipiente raso e de superfície relativamente grande, presta-se para evaporação de



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MATERIAIS DE PORCELANA

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Cápsula de Porcelana

soluções. Pode ser aquecida, por exemplo, em banho-maria, para garantir que a evaporação se processe de maneira controlada.

Almofariz com Pistilo

Usado na trituração de material sólido aglomerado, especialmente minérios, produtos ou substâncias destinadas a posterior pesagem. Sabe-se que a velocidade de reações depende da superfície de contato entre os reagentes, daí a importância de se trabalhar, em análises, com material pulverizado.

Espátulas

Empregadas para retirar sólidos de frascos, material sólido de papéis de filtro etc. Espátulas metálicas são muito usadas, mas as de porcelana apresentam a vantagem de maior resistência ao ataque químico.

Placa de Toque

É uma placa dotada de cavidades, destinadas à execução de reações químicas com quantidades diminutas de reagentes (geralmente uma ou duas gotas), denominadas provas de toque. Resiste bem ao ataque da maioria dos reagentes químicos. Sendo branca, permite boa percepção do aparecimento ou mudanças de cores. Para fins especiais, existem também, placas de toque pretas e placas de toque de vidro.

Usado em conjunto com o Kitassato, para filtração à vácuo ou filtrações sob pressão reduzida.



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Funil de Büchner

UTENSÍLIOS PROPRIEDADES E USOS MAIS COMUNS

Pinça para Cadinhos

Serve para manipulação de objetos aquecidos, especialmente cadinhos. Por exemplo, é usado na transferência de um cadinho ainda quente (4000C) do triângulo para o dessecador (é importante que o cadinho ainda esteja quente, pois se fosse deixado esfriar na atmosfera do laboratório, absorveria umidade).

Bico de Bunsen

Usado para aquecimento em laboratório, pela queima de gás. Produz chama cônica em que a zona mais quente pode chegar a 15000C. De acordo com a relação entre as velocidades de entrada de gás combustível e ar, teremos chama azulada (quando a mistura combustível for pobre, ou seja, com excesso de ar) ou chama fuliginosa (para mistura combustível rica, com excesso de combustível e deficiência de ar).

Formado por fios de arame e três tubos de porcelana. Colocado sobre o tripé, serve para suportar cadinhos que serão submetidos a aquecimento direto pelo bico de Bunsen.



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METAIS METALICOS DIVERSOS

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Triângulo

Tripé e Tela de Refratário

São usados juntamente com o bico de Bunsen e se destinam a suportar o recipiente que contém o sistema a ser aquecido. A camada de amianto da tela permite a distribuição uniforme do calor da chama, na superfície inferior do recipiente (geralmente béquer ou erlenmeyer) evitando variações bruscas de temperatura que ocorreriam se fosse usado aquecimento direto.

Garra/Anel para funil/Suporte Universal

Usados praticamente em todas as montagens de equipamentos em laboratórios, pois são eles que suportam as partes componentes dessas montagens. O anel é muito usado para suportar o funil numa filtração. As garras não devem ser apertadas diretamente sobre materiais de vidro, pois estes poderiam se partir pelo esforço. Usa-se para proteção, tiras de borracha ou de amianto, para casos em que haverá aquecimento.

Suporte para tubos de ensaio. Pode ser feita de ferro, madeira ou ferro revestido com plástico.



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Estante para tubos de ensaio

Pinça de madeira

Usado para segurar tubos de ensaio durante aquecimentos diretos no bico de Bunsen.

Trompa de vácuo

Usada em conjunto com o Kitassato e o funil de Büchner, para fazer vácuo (redução da pressão) no Kitassato e facilitar a filtração. Atualmente vem sendo substituída por bombas geradoras de “vácuo”.

Estufa

Usada para secagem de materiais; atinge, temperaturas de até 2000 C.

2. TÉCNICAS BÁSICAS DE LABORATORIO



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2.1. Aquecimento

Em laboratório, antes de aquecer qualquer substância, é preciso que você conheça sua natureza. Acidentes graves têm ocorrido provocando cegueira, deformações da pele, etc, simplesmente pela inobservância desta regra elementar. Água e éter de petróleo, por exemplo, são líquidos com propriedades inteiramente distintas e, por isso, devem ser aquecidos diferentemente.

No Laboratório Químico, o aquecimento pode ser feito através de aquecedores elétricos (chapas, fornos, mantas elétricas, etc), bico de gás, vapor d´água ou banhos (de óleo, de água, de areia, etc), lâmpadas incandescentes que emitem raios infravermelho ou de outro tipo, etc.

Aquecimento com bico de gás: É uma dos aparelhos mais usados em laboratórios para fins de aquecimento, permitindo alcançarem-se temperaturas da ordem de 15000C. Seu uso restringe-se apenas ao aquecimento de sólidos e líquidos não inflamáveis, a não ser em condições extremas de segurança. É proibido, por medidas de segurança, aquecer líquidos inflamáveis sobre bico de gás. O bico de gás é usado somente para aquecimento de porcelana e outros materiais resistentes, e para evaporação de soluções aquosas. Quando se vai aquecer um líquido à ebulição, recomenda-se colocar algumas esferas de vidro, pedaços de algum material poroso (cerâmica, porcelana, carborundum, etc.), a fim de evitar uma ebulição violenta, provocada pelo superaquecimento. Contudo, faça isto antes de iniciar o aquecimento.

Banho-maria: Utilizado para aquecimento de substâncias inflamáveis e de baixo ponto de ebulição (inferior a 1000C). Os mais sofisticados banhos-maria são aquecidos eletricamente e permitem a estabilização de temperaturas através de termostatos. A forma mais simples de um banho-maria (banho de água) consiste num béquer com água, aquecido através de uma chama. Esse processo pode ser usado somente para líquidos não inflamáveis. Para líquidos inflamáveis, deve-se usar um banho de água eletricamente aquecido, juntamente com um dispositivo para manter o nível de água.

Banhos líquidos de alta temperatura: São usados para aquecer substâncias de ponto de ebulição superior ao da água. Os líquidos mais comumente empregados são a glicerina (ponto de ebulição de 220oC) e os óleos minerais (ponto de ebulição variando entre 2500 e 3000C). Os banhos de óleo são usados quando o aquecimento é feito até cerca de 2200C. A máxima temperatura alcançada para tais banhos irá depender do tipo de óleo usado. A parafina medicinal pode ser empregada para temperaturas até 2200C. Para temperaturas até cerca de 2500C recomenda-se o óleo de semente de algodão; é claro e não é viscoso. Os fluidos de silicone são provavelmente os melhores líquidos para banhos de óleo, pois podem ser aquecidos até 2500C sem perda e escurecimento apreciáveis; são, no entanto, atualmente, muito caros para o uso geral. Os banhos de óleo devem, sempre que possível, serem realizados em capela; deve-se colocar sempre um termômetro no banho para evitar aquecimento excessivo. Os banhos de óleo são aquecidos, geralmente, por um bico de gás ou uma resistência elétrica.

É importante salientar, mais uma vez, que o aquecimento de qualquer líquido acima de seu ponto de ebulição, pode provocar superaquecimento e mesmo uma explosão. Isto pode ser evitado adicionado-se ao líquido, pérolas de vidro (carbeto de silício ou carburundum), pedaços de porcelana ou de vidro poroso. Sob aquecimento, esses materiais perdem uma pequena quantidade de ar na forma de bolhas, assegurando uma ebulição uniforme, devendo ser colocados na líquidos ainda frio.



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2.2 Manuseio de um Bico de Bunsen e Aquecimento de Tubos de Ensaio e Béquer

2.2.1 Uso do bico de Bunsen

Há vários tipos de bicos de gás usados em laboratório, tais como: bico de Bunsen, bico de Tirril, bico de Mecker, etc. Todos, entretanto, obedecem ao mesmo princípio de funcionamento: o gás combustível é introduzido em uma haste vertical, onde há uma abertura para a entrada de ar atmosférico, sendo queimado na sua parte superior. Tanto a vazão do gás como a entrada de ar podem ser controlados de forma conveniente.

Como se vê na Figura 1a, com o regulador de ar primário parcialmente fechado, distinguimos três zonas de chama.

Abrindo-se registro de ar, dá-se entrada de suficiente quantidade de O2 (do ar), dando-se na região intermediária combustão mais acentuada dos gases, formando, além do CO, uma maior quantidade de CO 2 e H2O, tornando assim a chama quase invisível.

As reações químicas básicas da combustão são:

2H2 + O2(ar) 2H2O

2C + O2(ar) 2CO

2CO+ O2(ar) 2CO2

O bico de Bunsen é usado para a quase totalidade de aquecimentos efetuados em laboratório, desde os de misturas ou soluções de alguns graus acima da temperatura ambiente, até calcinações, feitas em cadinhos, que exigem temperaturas de cerca de 6000C. Procedimentos mais avançados de laboratório podem requerer mantas com aquecimento elétrico, chapas elétricas, banhos aquecidos eletricamente, maçaricos oxiacetilênicos, fornos elétricos e outros.

Figura 1a – Queimador de gás (Bico de Bunsen)

a) Zona externa: Violeta pálida, quase invisível, onde os gases fracamente expostos ao ar sofrem combustão completa, resultando em CO2 e H2O. Esta zona é chamada de zona oxidante (Temperaturas de 1560-1540ºC).

b) Zona intermediaria: Luminosa, caracterizada por combustão incompleta, por deficiência do suprimento de O2. O carbono forma CO, o qual se decompõe pelo calor, resultando diminutas partículas de C (carbono) que, incandescentes, dão luminosidade à chama. Esta zona é chamada de zona redutora (Temperaturas abaixo de 1540ºC).

c) .Zona interna: Limitada por uma “casca” azulada contendo os gases que ainda não sofreram combustão - mistura carburante (Temperaturas em torno de 300ºC).



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Para se aquecer béquer, erlenmeyer, balões etc., não se deve usar diretamente o bico de Bunsen; estes aquecimentos são feitos através da tela de refratário, cuja função é deixar passar o calor uniformemente e não permitir que passe a chama.

Para acender o bico do gás, proceda da seguinte maneira:

a) Feche completamente a entrada de ar no bico;

b) Gire a válvula de gás do bico;

c) Abra lentamente a válvula do gás (cor amarela) e aproxime a chama de um fósforo lateralmente, obtendo uma chama grande e luminosa, de cor amarela.

d) Abra vagarosamente a entrada de ar de modo que a chama fique completamente azul;

e) Caso a chama se apague ou haja combustão no interior do tubo, feche a entrada do gás e reinicie as operações anteriores. O gás combustível é geralmente o gás de rua ou o G.L.P. (gás liquefeito de petróleo). O comburente, via de regra, é o ar atmosférico.

f) Para apagar a chama, primeiramente feche o registro de gás que fornece gás ao bico, pois assim todo gás que está na mangueira é queimado pelo bico. Após, feche a válvula do bico de Bunsen.

2.2.2 Aquecimento de tubos de ensaio

Os tubos de ensaio com líquidos podem ser aquecidos diretamente na chama do bico de Bunsen. A chama deve ser média e o tubo deve estar seco por fora, para evitar que se quebre ao ser aquecido. O tubo deve ficar virado para a parede ou numa direção em que não se encontre ninguém, pois é comum, aos operadores sem prática, deixar que repentinamente o líquido quente salte fora do tubo, o que pode ocasionar queimaduras. O tubo é seguro próximo de sua boca, pela pinça de madeira e agita-se brandamente, para evitar superaquecimento do líquido.

Assim, tubos de ensaio, ao serem aquecidos, devem ser ligeiramente inclinados e seguros através de uma pinça, conforme mostrado na figura 1b, aquecendo-o na superfície do liquido (e não no fundo) e agitando-o, vez por outra, fora da chama. Mantenha a boca do tubo em direção oposta do seu rosto e certifique-se de que nenhum colega será atingido caso seja expelido algum líquido. Deve-se ter cuidado também para não queimar o agarrador de madeira na chama.

2.2.3 Aquecimento de Béquer

Se um béquer ou algum outro frasco de vidro precisar ser aquecido com algum líquido, coloque-o sobre um tripé contendo uma tela de amianto ou sobre um anel, adaptado a um suporte universal, em uma altura conveniente; neste caso, não se esqueça, de colocar uma tela de amianto sobre o anel a fim de evitar danos ao frasco sob aquecimento direto (Figura1c).

2.3 Técnicas de Transferência de Líquidos e Sólidos e Técnicas de Pesagem.



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Parte 1- Retirada de líquidos de frascos

Antes de retirar líquidos de um frasco, deve-se tomar alguns cuidados, quais sejam:

a) Ler o rótulo do frasco pelo menos duas vezes para se assegurar de que se tem em mãos, realmente, o líquido desejado;

b) Se o líquido que se estiver manuseando for corrosivo, certifique-se que o frasco não esteja externamente umedecido; caso esteja, limpe-o com papel-toalha úmido e seque-o;

c) Para verter um líquido de um frasco, faça-o sempre no lado oposto ao rótulo; isto evita que o líquido escorra externamente sobre o rótulo, danificando-o e podendo, futuramente, impedir a identificação do líquido;

d) Ao retirar uma tampa plástica rosqueável de um frasco, nunca a coloque sobre a bancada com o lado aberto tocando a bancada. Deste modo, evita-se que o líquido, eventualmente, escorra da tampa para a bancada e, também, que a tampa se contamine por contato com a bancada;

e) Sob nenhuma hipótese, coloque objetos sujos no interior de um frasco, pois isto contaminaria a substância; só retorne uma substância ao seu frasco original se tiver certeza absoluta que ela não foi contaminada durante o seu manuseio;

f) Se a substância que se está manuseando é volátil, isto é, se ela evapora facilmente à temperatura ambiente, nunca cheire uma substância diretamente na boca do frasco, pois ela pode ser muito tóxica. Para evitar intoxicações graves, cheire as substâncias através do deslocamento de seus vapores, conforme ilustrado a seguir.

Figura 2.3.1 – Métodos de transferência de Líquidos9.

g) Sempre que algum líquido entrar em contato com as mãos lave-as imediatamente com muita água e sabão.



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Figura 3.3.1 – Métodos de transferência de sólidos9.



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Parte 2 - Transferência de Sólidos

Antes de retirar o sólido de um frasco, deve-se tomar alguns cuidados, quais sejam:

a) Ler o rótulo do frasco pelo menos duas vezes para se assegurar de que se tem em mãos, realmente, o sólido desejado;

b) Se o sólido que se estiver manuseando for corrosivo, certifique-se que o frasco não esteja externamente umedecido; caso esteja, limpe-o com papel-toalha úmido e seque-o.

c) Ao retirar uma tampa plástica rosqueável de um frasco, nunca a coloque sobre a bancada com o lado aberto tocando a bancada, para evitar que a tampa se contamine por contato com a bancada;

d) Sob nenhuma hipótese coloque objetos sujos no interior de um frasco, pois isto contaminaria a substância nele contida. Somente retorne uma substância ao seu frasco original se tiver certeza absoluta que ela não foi contaminada durante o seu manuseio;

Sempre que algum sólido entrar em contato com as mãos, leve-as imediatamente com muita água e sabão.

Figura 2.3.2 – Métodos de transferência de sólidos



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Parte 3 - Técnicas de Pesagem.

Uma das mais comuns e importantes operações de laboratório é a determinação de massa ou “pesagem”. O termo pesagem se refere à medida de massa de um corpo que é feita por comparação com massas conhecidas, com a utilização de balanças.

Há uma grande variedade de balanças de laboratório, desde as mais grosseiras até as de mais alta sensibilidade. É comum se encontrar, por exemplo, balanças de escala tripla, para determinação de massas até centenas de gramas, com precisão de ± 0,1 g ou ± 0,01 g, e balanças analíticas, para carga máxima de 160 g, com precisão de ± 0,0001 g e até com 5 casas decimais.

Balanças de plataforma: Utilizadas para pesagem de 0,1g a centenas de gramas.

Balança de escala tripla: Empregada para pesagem entre 100 e 0,01g.

Balanças Elétricas/Eletrônicas: A cada dia, as balanças estão se modernizando, tornando-se mais exatas e de manejo mais simplificado. Atualmente, as balanças eletrônicas têm escala digital, fornecendo o peso instantaneamente, sem necessidade de manipular botões.



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Cuidados Gerais com Balanças de Laboratórios

O manejo de qualquer balança requer cuidados especiais por ser um instrumento de alto custo e de grande sensibilidade.

a) Não remova os pratos, nem os troque com os de outra balança. Mantenha a balança no seu lugar;

b) Não coloque na balança nenhuma substância que não esteja à temperatura ambiente;

c) Mantenha a balança em local onde a vibração, mudanças bruscas de temperatura ou de umidade e movimento do ar sejam mínimos;

d) Conserve a balança sempre limpa, retirando qualquer respingo, partículas ou poeira de seus pratos com uma escova especial;

e) Nunca coloque qualquer objeto diretamente sobre a balança. Líquidos e sólidos, em pó ou granulado, devem ser mantidos em algum recipiente seco, previamente pesado (tarado) e à temperatura ambiente. Se, durante a pesagem, o material for passível de interagir com a atmosfera (evaporação, oxidação, absorção de umidade), o frasco deve ser fechado. Para sólidos que não requerem proteção da atmosfera e que sejam inertes, a pesagem é feita colocando-se sobre os pratos, uma folha de papel adequado;

f) Toda transferência de substância e/ou de pesos, deve ser feita somente quando os pratos estivem travados;

g) Execute todas as operações com movimentos suaves e cuidadosos;

h) Use pinças e espátulas; nunca use os dedos para manusear os objetos e substâncias que estão sendo pesadas;

i) Ao terminar seu trabalho, remova todos os pesos e objetos da balança. Mantenha-a coberta ou fechada. No caso de balanças elétricas, tenha a certeza de que ela esteja desligada.



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3. ANÁLISE MINERAL QUALITATIVA

A análise mineral qualitativa tem por objetivo identificar, classificar e separar os componentes de um material.

Ensaios qualitativos podem, entretanto, indicar o teor aproximado de constituintes mediante a comparação do resultado de um ensaio com o de outro obtido a partir de uma quantidade conhecida de material puro.

Para reconhecer uma substância, esta é transformada, em geral, com o auxílio de outra substância de natureza conhecida, em novo composto que apresente propriedades distintivas. A esta transformação chamamos de REAÇÃO QUÍMICA, e a substância por meio do qual é a reação conseguida, REAGENTES.

Distinguem-se as reações por VIA SECA e por VIA ÚMIDA.

A reação por via seca é empregada principalmente nos chamados ENSAIOS PRELIMINARES na verificação da pureza dos precipitados e no exame dos minerais.

As mais importantes reações desta natureza consistem no ensaio de uma substância com respeito a sua:a)fusibilidadeb)faculdade de colorir a chama não luminosa do bico de bunsenc)volatilidaded)comportamento para a oxidação e redução

As reações por via úmida tem por objetivo observar as reações perceptíveis aos nossos sentidos através de ensaios em solução.

Sabe-se que ocorreu uma reação quando: houver formação de um precipitado; houver a mudança de coloração; houver o desprendimento de um gás; aquecer ou resfriar os aparelhos de vidro...

VIA SECA

Reações por via seca

Ensaio de fusibilidadeEste ensaio é principalmente feito no exame dos minerais, que se introduzem na chama colocados

no anel de um fio de platina ou Ni-Cr (alça de platina). Examina-se a amostra, depois de aquecida, por meio de uma lente, para ver se os cantos se arredondam em conseqüência da fusão.

A temperatura potencialmente mais quente da zona de fusão sobe a cerca de 2300oC. Não será possível nunca atingir esta temperatura no ensaio, porque a própria substância perde calor por irradiação. Desde que a quantidade de calor perdido é proporcional à superfície exposta, é evidente que obteremos o máximo de calor utilizando-se de uma amostra e de um suporte muito pequenos para isto. Por esta razão, não se deve usar para este ensaio um fio grosso.

Distinguem-se os seguintes graus de calor:

a)abaixo de 525oC fundem Sn, Bi , Pb , Znb)vermelho pálido 525oC funde Mgc)vermelho sombrio 700oC funde Ald)vermelho vivo 950oC funde Age)amarelo 1100oC fundem Au , Cu



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Análise Química

f)branco pálido 1300oC funde Nig)branco vivo 1500oC funde Pt

Efetuados os ensaios, deve-se limpar o fio de platina com HCl concentrado. É bom hábito conservar o fio de platina constantemente mergulhado em ácido.

Ensaio de volatilidadeAquecendo-se um pouco de substância num pequeno tubo de ensaio ou em tubo fechado, a

substância volátil transforma-se em vapor, muitas vezes condensa nas paredes mais frias do tubo.

Ensaio na chamaOs compostos de certos metais volatilizam na chama não luminosa de Bunsen e lhe transmitem

cores características. Os cloretos se encontram entre os compostos mais voláteis, e são preparados misturando-se o composto com um pouco de HCl concentrado.

O cloreto cúprico comunica à chama primeiro cor azul ultramar, porém depois, uma vez volatilizado o cloro, aparece a cor verde que indica o óxido cúprico.

Técnica1) Emprega-se um fio delgado de platina (ou Ni-Cr) de uns 5cm de comprimento, fixado na extremidade de

um bastão de vidro ou numa alça metálica.2) Primeiro limpa-se bem o fio de platina submergindo-o em HCl concentrado, aquecendo logo em seguida

na zona de fusão da chama de Bunsen.3) O fio de platina estará limpo, quando não mais transmitir cor à chama.4) Uma vez limpo o fio de platina, submerge-se-o em HCl concentrado e, logo após, toca-se a substância a

ser analisada, de modo que se adira ao fio uma quantidade suficiente para efetuar a análise. A substância a ser analisada assim estará transformada em cloreto volátil.

5) Depois introduz-se o fio de platina com a substância, na zona oxidante inferior e se observa a cor transmitida à chama. A tabela abaixo dá alguns resultados:

substância cor transmitidacloreto de sódio amarelo ouro persistente

cloreto de potássio violetacloreto de lítio vermelho carmim

cloreto de cálcio vermelho amareladocloreto de estrôncio vermelho carmesim

cloreto de bário verde e amarelocloreto de chumbo azul pálidocloreto de cobre verde

Ensaio à chama do ácido bórico - H3BO3 1) Coloca-se o bórax (Na2B4O7 . 10H2O) - borato de sódio, tetraborato de sódio, diborato de sódio ou sal da

Pérsia, numa cápsula de porcelana e adiciona-se ácido sulfúrico concentrado, na capela.2) Após se aquece no bico de Bunsen. O bórax irá se transformar em ácido bórico.3) Colocando-se álcool etílico na mistura e ateando-se fogo a ela, obtém-se uma chama amarela com

bordas esverdeadas.



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Análise Química

ENSAIOS EM TUBOS FECHADOS

São ensaios de redução por causa da ausência do ar.

1) Preparar os tubos fechados, empregando tubo de vidro fusível (pyrex) medindo de 8 a 12cm de comprimento e 7 - 8 mm de diâmetro.

2) O tubo deve estar perfeitamente seco. Este pormenor deve ser verificado antes do início do ensaio para limpeza e descontaminação.

3) A extremidade fechada do tubo pode ter forma arredondada ou afilada.

4) A substância a ser examinada, seca e reduzida a pó, é introduzida no fundo do tubo fechado aproximadamente 0,1g com cuidado para não aderir as paredes do tubo.

5) O aquecimento do tubo deve ser feito da seguinte maneira:

a) Segurar o tubo com uma pinça de madeira ou metal;

b) Levar à base da chama, conservando-o em posição quase horizontal para que os sublimados condensem nas paredes do tubo.

c) Após, erguer lentamente até a zona mais quente da chama . Eleva-se a temperatura gradualmente a fim de formar os produtos de sublimação, em diferentes graus de temperatura.

d) Observar os fenômenos que se passam na substância tais como: fusão, volatilização, sublimação, desprendimento de vapores, mudança de coloração.

Ensaio para caracterização do cloreto de sódio – NaCl

Substância branca , cristalina, de aspecto higroscópico, introduzida em tubo fechado e aquecida, crepita, devido a perda da água de interposição (ocluída entre os cristais). É a característica do cloreto de sódio.

Ensaio de caracterização do sulfato de cobre II - CuSO4.5H2O

Substância cristalina de cor azul, introduzida em tubo fechado e aquecida, descora devido a perda de água de cristalização. Adicionando-se água à substância descorada, tomará a cor azul primitiva. É a característica do sulfato cúprico.

CuSO4 . 5 H2O CuSO4 + 5 H2O

azul branco

Ensaio de caracterização de um sal de amônio - NH4Cl

Substância branca cristalina, introduzida em tubo fechado e aquecida, sublima sem fundir. O sublimado tratado com 1 ou 2 gotas de lixívia de soda dá desprendimento de um gás, caracterizado pelo cheiro, como amônia (NH3) e pelo papel de tornassol vermelho que colocado na saída do tubo, molhado com água, fica azul. É característica do sal volátil de amônio, no caso, o cloreto de amônio.



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As rolhas podem ser projetadas, não esqueça dos óculos de proteção!

Análise Química

NH4Cl + NaOH NH3 + NaCl + H2O

Caracterização de um sal mercuroso - Hg2Cl2

Substância branca amorfa, introduzida num tubo fechado e aquecido, não funde e sim, sublima sem deixar resíduos. Adicionando ao sublimado lixívia de soda, observa-se a formação de um precipitado preto. É a característica do sal mercuroso, no caso presente, é o cloreto mercuroso (calomelano).

Hg2Cl2 + 2 NaOH HgO . Hg + 2 NaCl + H2O ppt. Preto

Caracterização de um sal mercúrico - HgCl2

Substância branca cristalina, introduzida em tubo fechado e aquecida, funde e depois sublima. Adicionando lixívia de soda ao sublimado, observa-se a formação de um precipitado amarelo laranja de óxido mercúrico . É a característica de sal mercúrico, no caso presente é o cloreto mercúrico (sublimado corrosivo).

HgCl2 + 2 NaOH HgO + 2 NaCl + H2O ppt. Amarelo

Caracterização de um sal de antimônio - Sb4O6

Substância branca amorfa, introduzida em tubo fechado e aquecida, funde e após sublima. Adicionando ao sublimado lixívia de soda, solubiliza formando o antimonito de sódio (NaSbO2) ou ortoantimoniato de sódio (Na3SbO3).

Sb4O6 + 4 NaOH 4 NaSbO2 + 2 H2O

Sb2O3 + 6 NaOH 2 Na3SbO3 + 3 H2O

A solução alcalina é diluída com água destilada e acidificada com gotas de HCl concentrado. Passando uma corrente de gás sulfídrico pela solução, teremos um ppt. vermelho alaranjado de trisulfeto de antimônio (Sb2S3). É a característica do sal de antimônio, no caso presente o óxido antimonioso.

Caracterização de oxigênio em cloratos

Substância branca cristalina, introduzida em tubo fechado e aquecida, funde. Desprende um gás inodoro e incolor que fortalece a queima de um pedaço de lã de aço. É a característica do oxigênio.

ENSAIOS EM TUBOS ABERTOS

Utilizam-se tubos abertos para se obter a oxidação da substância.

Caracterização do óxido de zinco - ZnOSubstância branca amorfa, introduzida em tubo aberto e aquecida, muda de cor passando de branco

para amarelo. Pelo resfriamento passa novamente à branco. É a característica do óxido de zinco.



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Ao final do experimento, filtrar os resíduos de mercúrio contidos

nos tubos e neutralizar com enxofre.

Análise Química

Caracterização do enxofre- S Realizar na capela!Substância amarela amorfa, introduzida em tubo aberto e aquecida , toma uma coloração vermelha

intensa, podendo pegar fogo. O odor é característico de formação de dióxido de enxofre - SO 2 . São características do enxofre.

Caracterização do iodo - I2 Realizar na capela!Substância negro-violeta, de aspecto metálico, ao ser aquecida em tubo aberto dá um sublimado

violeta. É a característica do iodo.

Resumo das observações em tubos abertos e fechadosObservação Substância

a) A substância muda de cor1)Enegrecimento devido a separação do carvão com freqüência acompanhado de combustão.

Substâncias orgânicas, por exemplo: tartaratos e citratos.

2)Enegrecimento a temperaturas muito altas, sem combustão e nem odor.

Sais de cobre, manganês e níquel.

3)Amarelo à quente, branco a frio. ZnO e muitos sais de Zn.4)Amarelo à quente e a frio. PbO e alguns sais de Pb.5)Pardo à quente, pardo a frio. CdO e alguns sais de Cd.6)Vermelho à negro à quente, pardo à frio. Óxido férrico.b)Se forma um sublimado1)Sublimado branco Hg2Cl2 , halogenetos de amônio , As2O3 , Sb2O3

,certos compostos orgânicos voláteis como ácido oxálico e ácido benzóico.

2)Sublimado amarelo Enxofre(se funde ao aquecê-lo).3)Sublimado negro-violeta - Vapor violeta Iodo.4)Sublimado negro, vermelho ao pulverizá-lo. Sulfeto mercúrico.c)Desprende-se um gás ou vapor1)Desprende-se água, determina-se a reação com papel tornassol.

- Reação alcalina- Reação ácida

Compostos com água de cristalização (com freqüência experimenta uma mudança de cor) ; sais de amônio, sais ácidos, sais de oxiácidos, hidróxidos.Sais de amônioSais facilmente decomponíveis de ácidos fortes; também ácidos livres.

2)Desprende-se oxigênio (reaviva a combustão de um palito de fósforo incandescente).

Nitratos, cloratos, percloratos, bromatos, iodatos, peróxidos, permanganatos.

3)Vapores pardo-escuro ou avermelhado de reação ácida.

Nitratos ou nitritos de metais pesados.

4)Desprende-se CO2 (que turva a água de cal ou de barita).

Carbonatos, bicarbonatos, oxalatos, compostos orgânicos.

5)Desprende HCN, arde com chama violeta e odor característico de amêndoas amargas (Cuidado: muito tóxico)

Cianetos de metais pesados, por exemplo, de mercúrio e de prata.

6)Desprende-se acetona; arde com chama luminosa.

Acetatos.

7)Desprende-se amônio, reconhecido pelo odor ou pelo papel de tornassol vermelho.

Sais de amônio.

8)Desprende-se fosfina, reconhecida pelo odor de peixe podre, inflamável. (Cuidado : muito tóxico)

Fosfitos e hipofosfitos



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Análise Química

9)Desprende-se dióxido de enxofre, reconhecido pelo odor de enxofre queimado e por tornar verde o papel de dicromato de potássio.

Sulfitos neutros e ácidos, tiosulfatos.

10)Desprende-se H2S reconhecido pelo odor de ovo podre e por enegrecer o papel de acetato de chumbo.

Sulfetos ácidos, sulfetos hidratados ou sulfetos em presença de água.

11)Desprende-se cloro, muito tóxico, reconhecido por ser um gás verde amarelado, torna azul o papel de iodeto de amido.

Cloretos, facilmente dissociáveis, como por exemplo: de cobre, de ouro e de platina ; cloretos em presença de agentes oxidantes.

12)Desprende-se bromo, reconhecido por ser um vapor pardo avermelhado de odor sufocante.

Brometos facilmente dissociáveis ; compostos similares aos de cloro.

13)Desprende-se iodo, reconhecido por dar vapores violetas, que se depositam na parede fria sob forma de cristais.

Iodo livre e certos iodetos.

ANÁLISE SOBRE O CARVÃO

Emprega-se para esta análise uma chama não luminosa de Bunsen. Esta análise se efetua sobre um pedaço de carvão (de preferência de tíbia ou pinheiro, que não pode produzir faísca nem dar chispas e não dar cinzas) no qual se faz uma cavidade com a ponta de um canivete. Coloca-se nesta cavidade uma pequena porção de substância a ser analisada e se aquece na chama oxidante.

Os sais cristalinos como NaCl e KCl, crepitam. Uma deflagração assinala a presença de um oxidante, tais como: nitratos, nitritos, cloratos, percloratos, iodatos, permanganatos.

Quando a substância funde e é absorvida pelo carvão ou forma uma pérola líquida é devido a sais alcalinos e alguns sais dos alcalinos-terrosos.

No caso da substância ser infusível, ou incandescente ou formar uma incrustação sobre o carvão deve-se, neste caso, colocar uma pitada da substância a ser analisada, previamente reduzida a pó e misturada com uma quantidade duas vezes maior de carbonato de sódio anidro, e se aquece na chama redutora do maçarico.

A reação inicial consiste na formação de carbonatos dos cátions presentes e de sais alcalinos dos ânions. Os sais alcalinos são absorvidos pelo carvão poroso e os carbonatos são em sua maior parte, decompostos em óxidos e em CO2. Os óxidos dos metais podem decomporem-se ulteriormente ou reduzir-se a metais ou podem ficar inalterados. Portanto, os produtos finais da reação são metais, metais e seus óxidos ou óxidos.

Os óxidos dos metais nobres (prata e ouro) decompõem-se, sem o auxílio do carvão no metal e em oxigênio sob forma de glóbulos.



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Análise Química

Redução sobre carvãoObservação Substância1)Branco infusível e incandescente a quente BaO , SrO, CaO, MgO (resíduo alcalino ao

papel de tornassol)2)Incrustação sem metal

Branca a frio, amarela a quenteBranca, odor aliáceoParda

Al2O3 , ZnO, SiO2 (resíduo alcalino ao tornassol)ZnOAs2O3

CdO

3)Incrustações com metal

Branca , metal frágilAmarela , metal frágilAmarela (o metal maleável deixa marca sobre o papel branco)

AntimônioBismuto

Chumbo4)Metal sem incrustação

Partículas metálicas cinza, atraídas pelo ímãGlóbulos metálicos maleáveis Ferro, níquel e cobalto

Prata e estanho (brancos) Cobre (lâminas vermelhas)Também pode-se encontrar ouro.

Os compostos de enxofre se reduzem a sulfeto com este tratamento; o resíduo pode se umedecer com água e posta em contato com uma moeda de prata dá uma mancha parda ou negra de sulfeto de prata ou se pode extrair com um pouco de água e o filtrado dá, com solução recém preparada de nitroprussiato de sódio, uma coloração púrpura instável, que indica a presença de enxofre.

A substância ou resíduo infusível do ensaio anterior se umedece com uma ou duas gotas de solução de nitrato de cobalto e se calcina fortemente evidenciando:

Observação Substância1)Resíduo azul Al2O3 , fosfetos , arseniatos, silicatos e boratos2)Resíduo verde ZnO3)Resíduo rosado MgO

Obtenção da chama oxidante e redutora com maçarico

O maçarico serve para a obtenção das chamas oxidantes e redutoras.

No ensaio com o maçarico usa - se o cone externo para os processos de oxidação e o interno para os de redução.

Para produzir-se a chama de oxidação, coloca-se a ponta do maçarico na parte mais externa da chama, aproximadamente a um terço de sua largura e sopra-se fortemente; desta maneira a zona de oxidação torna-se mais larga, obtendo-se assim uma chama cônica azulada, rodeada de um manto ligeiramente luminoso, permitindo aquecer as substâncias que se pretendem oxidar, colocadas geralmente sobre um pedaço de carvão vegetal.

Nos ensaios de oxidação sobre o carvão deve soprar-se mais fracamente, pois senão parte do carvão queima-se formando gás CO, que impede a oxidação. Para conseguir-se a chama de redução coloca-se a ponta do maçarico na região externa da chama e sopra-se suavemente; desta maneira alarga-se a zona de redução. Em conjunto se forma uma chama luminosa amarela.



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Análise Química

Graças a zona de redução, a chama pode absorver oxigênio a custa de seu carbono livre. O oxigênio é extraído total ou parcialmente do óxido metálico dependendo da redução fácil ou difícil. A redução é assim conseguida pelas partículas do carvão incandescentes que formam a chama luminosa. Por conseguinte, a amostra que vai ser reduzida deve estar completamente envolvida pela chama.

Redução do acetato de chumbo sobre carvão

1) Abrir uma pequena cavidade em um pedaço de carvão vegetal.2) Reduzir, em um gral, uma porção de acetato de chumbo a pó, e juntar o dobro do volume de carbonato

de sódio anidro e, por fim, misturar as duas substâncias até homogeneizar. 3) Introduzir uma porção desta mistura na cavidade do carvão.4) Com o auxílio de um maçarico desviar a chama do Bunsen para aquecer a mistura colocada no carvão.5) Pelo aquecimento direto, o acetato de chumbo se funde, formando uma auréola amarela a quente e

branca a frio.6) Continuando-se o aquecimento a substância em contato com o carvão se reduz formando glóbulos

metálicos, que são maleáveis. PbCO3 PbO + CO2

2PbO + C 2 Pb + CO2 glóbulo metálico

7)Colocar os glóbulos metálicos numa cápsula de porcelana e adicionar HNO3 diluído ao meio e evaporar até secar, sem calcinar ( pois oxidando fica preto) .

3 Pb + 8 HNO3 3 Pb(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O

8)Esfriar a cápsula, adicionar água para dissolver o resíduo e filtrar.

9)realizar as reações de identificação do chumbo, no filtrado.

Primeira reação : colocar 2mL do filtrado em um tubo de ensaio e gotejar solução de KI a 1% ; formará um ppt. amarelo de iodeto de chumbo, solúvel a quente e que precipita a frio. Também é solúvel em excesso de reagente.

Segunda reação : colocar em outro tubo 2mL do filtrado e gotejar uma solução de cromato de potássio a 1%. Formará um ppt. amarelo de cromato de chumbo.

Terceira reação : colocar em um terceiro tubo de ensaio 2mL do filtrado e adicionar ácido sulfúrico; formará um ppt. branco de sulfato de chumbo.

Reações observadas :

Pb(NO3)2 + 2 KI PbI2 + 2 KNO3

Pb(NO3)2 + K2CrO4 PbCrO4 + 2 KNO3

Pb(NO3)2 + H2SO4 PbSO4 + 2 HNO3

Obs: Não devemos realizar estes ensaios com arsênio e antimônio uma vez que seus óxidos são venenosos.

Outras observações:

carvão empregado é vegetal. A madeira deve ser branca, leve e deixar pouca cinza. O carvão é resultado da combustão incompleta da madeira.



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Análise Química

Cinzas são substâncias inorgânicas resultantes da combustão que não queimam. Há cinzas brancas, amarelas, pardas, conforme os óxidos que existem na madeira queimada.

Pouca cinza madeira branca leve. Muita cinza madeira vermelha pesada. fundente serve para diminuir o ponto de fusão e tem a função de formar um fluxo líquido de reação

envolvendo no final o metal, evitando a oxidação e a rápida carbonização, quer seja do carvão ou de um palito de madeira.

carvão tem a propriedade de servir de suporte, como absorvente da escória alcalina e como ação redutora.

ENSAIO À AÇÃO DOS DISSOLVENTES

As reações de identificação que têm aspecto conclusivo são reações por via úmida , isto é , fazendo-se uma solução do material a analisar. Logo, o material sólido deve ser solubilizado afim de obter uma solução . Nem todos os materiais se dissolvem em água, portanto, devemos tentar a dissolução com a seguinte ordem rigorosa:

1) Tenta-se primeiro solubilizar o material com água destilada a frio me se não solubilizar, tenta-se à quente.2) HCl (6M) diluído a frio e após à quente.3) HCl (12M) concentrado a frio e após à quente.4) HNO3 (7,5M) diluído a frio e após à quente.5) HNO3 (15M) concentrado a frio e após à quente.6) Água régia ( 3 partes de HCl concentrado e 1 parte de HNO3 concentrado).

Se após todas estas tentativas não for solubilizado o material sólido, considera-se insolúvel.

Obs: Ouro e platina só são solúveis em água régia.

Os materiais insolúveis (aqueles que foram tratados com água régia e não solubilizaram) devem sofrer um tratamento especial afim de poderem ser analisados por via úmida. Esse processo chama-se DESAGREGAÇÃO.

TÉCNICA DA DESAGREGAÇÃO

As desagregações ( fusões ) são feitas utilizando-se substâncias auxiliares, que são misturadas ao material e reduzidas a pós finíssimos em gral de ágata. Estas substâncias chamam-se DESAGREGANTES.

A operação de desagregação deve ser realizada em recipientes especiais chamados CADINHOS. Os cadinhos podem ser de platina, porcelana, prata, níquel, pyrex, grafite ou ferro. Os cadinhos de platina não podem ser utilizados para substâncias contendo cloro ou desprendimento de cloro , água régia ou decomposição que apareça enxofre , que tornam o cadinho quebradiço.

Procedimento: O material é intimamente misturado com o desagregante anidro ( sem água ) que pode ser : Na2CO3 , KCN ou B2O3 . A proporção normalmente usada é de 1g de amostra para 5g de desagregante . Este material, uma vez misturado, é colocado no cadinho. O conjunto é levado a um forno elétrico. Uma vez conseguida a fusão, o cadinho é retirado do forno com o auxílio de uma TENAZ.

Uma vez o material desagregado dentro do cadinho, remove-se colocando água destilada ou mesmo solução ácida, recorrendo-se , às vezes, ao aquecimento afim de remover totalmente o material do cadinho. Finalmente a solução é produzida, apartir do sólido .

VIA ÚMIDA

Reações por via úmida



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Análise Química

Na via úmida as reações se efetuam com substâncias em solução. A maioria das reações na análise qualitativa se efetuam por via úmida.

Sabe-se que se produziu uma reação química quando:

1) Houver a formação de um precipitado.2) Houver uma mudança de coloração.3) Houver o desprendimento de um gás.4) Houver aquecimento ou resfriamento do tubo de ensaio (nem sempre este fenômeno evidencia uma

reação química; muitas vezes somente evidencia uma dissolução).

As propriedades organolépticas são, para o analista, de grande importância numa identificação de substâncias.

O sentido da visão é especialmente utilizado na análise qualitativa, sendo visual a maioria das reações ocorridas. O sentido do olfato também ajuda a identificar muitas substâncias. Assim, o gás sulfídrico , o gás cianídrico, o bromo, o sulfeto de carbono e um grande número de substâncias apresentam odores característicos.

O sentido do gosto é algumas vezes útil, porém empregado raramente em virtude do perigo de efeitos venenosos. O sentido do tato fornece, às vezes, pequeno auxílio; assim a grafite deixa uma sensação peculiar, graxosa, e o alcalóide cocaína, bem como certas substâncias congêneres, provoca a paralisia temporária da língua e pálpebras (não precisa experimentar!).

As reações empregadas em análise qualitativa são, em sua maioria, reações entre ácidos, bases e sais inorgânicos em solução aquosa. Raramente se empregam outros solventes, salvo em operações especiais.

Regra geral, as reações características da análise qualitativa , efetuam-se por adição de uma solução contendo a substância chamada reagente à outra solução obtida da mesma substância em exame. A essas reações chamamos de via úmida.

Tipos de análises

Há vários tipos de análises: Macroanálise, Semimicroanálise e Macroanálise.

Na macroanálise a quantidade total de substancia que se emprega é 0,5g a 1,0g e o volume da solução utilizada para a análise de cátions ou ânions é de uns 20mL.

Na semimicroanálise a quantidade que se emprega para analise se reduz a décima ou vigésima parte, isto é, a uns 50mg a 100mg e o volume de 1mL . Este último método é o mais utilizado em laboratório.

Na microanálise é da ordem da centésima parte.



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Análise Química

Procedimentos adotados na via úmida:

Antes de iniciar os experimentos práticos deste capítulo, é importante que você tenha um conhecimento sucinto a respeito dos seguintes tópicos, exigidos na realização das aulas no laboratório:

- Utilização de indicadores de pH:

Os indicadores de pH são substâncias orgânicas que possuem a propriedade de mudar de coloração com a variação do pH do meio.Será útil para você saber as colorações que adquirem os seguintes indicadores, em determinado

meio:

Indicadores Cor em meio ácido Cor em meio básicoFenolftaleína Incolor Vermelho

Papel tornassol azul vermelho Continua azulPapel tornassol vermelho Continua vermelho AzulPapel indicador universal Vermelho azul

Preencha as lacunas:

Para verificar um meio levemente ácido posso utilizar:................................................................

Para verificar um meio levemente básico posso utilizar:..............................................................

Se eu quero verificar meio neutro (pH=7) será melhor utilizar:....................................................

Saiba mais! Procure em livros sobre como funcionam os indicadores. No anexo, ao final da apostila, você

encontrará uma tabela que mostra em que pH ocorre as mudanças de coloração de alguns indicadores importantes.

- Trabalhando com centrífugas

A centrifugação consiste na separação de misturas de sistemas líquido-sólido ou de dois líquidos imiscíveis. É um método semelhante ao da decantação, no qual o sólido ou líquido de maior densidade vai para o fundo do recipiente, porém é muita mais rápida e eficiente a separação por utilização de centrífugas. Outro fator que nos faz optar pela utilização de centrífugas é nos casos em que as partículas da mistura são muito pequenas ou quando as duas fases líquidas não sedimentam ou separam somente com repouso e gravidade.

Na centrífuga, devido ao movimento de rotação, as partículas de maior densidade, por inércia , são arremessadas para o fundo do tubo.

Eis alguns cuidados que você deverá ter ao utilizar uma centrífuga:- Não esquecer da utilização de óculos de proteção;



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Análise Química

- Os tubos são colocados aos pares na centrífuga, nunca se coloca só um tubo, e sempre em sentidos opostos um ao outro para balancear o peso sobre o eixo central da centrífuga;

- Os tubos colocados na centrífuga devem conter quantidades aproximadas de material a ser centrífugado, apresentar tamanho, espessura e diâmetros semelhantes;

- Caso ocorram vibrações na centrífuga quando esta for ligada, revise as informações acima fornecidas para evitar danos ao equipamento e graves acidentes.

- Preparação da água régia:

Prepara-se água régia misturando-se 3 partes de ácido clorídrico concentrado com 1 parte de ácido nítrico concentrado. A água régia é uma água clorada, com diferença de que o cloro existe em estado nascente, o que explica porque a água régia é um reagente muito mais energético do que a água clorada comum.

HNO3 + 3 HCl NOCl + 2 H2O + Cl2

- Filtração e Lavagem dos Precipitados

Quando se produz um precipitado na análise qualitativa é necessário separá-lo do líquido por meio da filtração ou centrifugação. O trabalho com filtro gera muitas perdas, sendo necessário uma quantidade considerável de precipitado para a análise. A fim de evitar estes prejuízos utiliza-se centrifugação na separação dos precipitados do restante do líquido, também conhecido como filtrado.

Fixando: o sólido é o precipitado e o líquido que sobra é o filtrado.

Antes de ser examinado um precipitado deve ser inteiramente libertado de todos os vestígios do filtrado. Isto é conseguido pela lavagem. A lavagem deve ser repetida até que nenhuma reação possa ser obtida com a água de lavagem, para esta substância que se saiba estar presente no filtrado.

Via de regra, não é aconselhável derramar a água de lavagem ao filtrado obtido, porque isso ocasiona uma diluição desnecessária do mesmo, mas em muitos casos isto será praticado.

O líquido de lavagem ideal cumpre com as seguintes condições:

Não deve ter nenhuma ação dissolvente sobre o precipitado; Não peptiza o precipitado (formar grumos); Não forma nenhum produto volátil com o precipitado; Ser facilmente volátil na temperatura que se aquece o ppt . ; Não conter nenhuma substancia que interfira nas determinações a efetuar com o filtrado.



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Análise Química

CLASSIFICAÇÃO ANALÍTICA DOS CÁTIONS

Estudo dos cátions do Grupo I

Os cátions do grupo I são: chumbo (2+), mercúrio (1+) e prata. Os compostos destes metais caracterizam-se porque precipitam como cloretos com o HCl diluído ou com cloretos solúveis. O cloreto de chumbo, PbCl2 , é algo solúvel em água e, por isso, não se precipita totalmente como cloreto neste grupo, e se encontra também no grupo II onde é precipitado como sulfeto insolúvel.

A análise dos metais do 1o grupo está baseada na solubilidade do cloreto de chumbo em água quente, na solubilidade do cloreto de prata no hidróxido de amônio e no enegrecimento do cloreto mercuroso pelo hidróxido de amônio.

O grupo I é também denominado de GRUPO DA PRATA ou grupo do Ácido clorídrico.

Informações a respeito dos metais do Grupo I

Chumbo

O minério mais importante do chumbo é a galena , PbS . É má condutor de eletricidade e calor. O chumbo forma muitas ligas úteis, tais como: metal para tipos de impressão , metais para balística e metais fusíveis. O chumbo dissolve-se facilmente em HNO3 diluído.

3 Pb + 8 HNO3 3 Pb(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O

Em HNO3 concentrado forma-se uma película protetora de nitro de chumbo, insolúvel neste ácido, que impede a dissolução do metal puro. Os ácidos clorídrico e sulfúrico diluídos tem pouca ação devido a formação de películas protetoras de cloreto e de sulfato de chumbo, respectivamente.

Mercúrio

O mercúrio apresenta-se na natureza sob a forma de Cinábrio, HgS. É obtido deste minério por destilação. A mina mais rica é a de Almaden na Espanha. O mercúrio é o único metal líquido à temperatura ambiente. Recebeu o nome do planeta Mercúrio e o símbolo é Hg, que deriva do latim, Hydrargirum, que significa água de pedra. Apresenta a densidade de 13,6 g / cm3 e P. E. de 357 oC.

O mercúrio não se oxida ao ar ou no oxigênio a temperaturas ordinárias, mas se oxida lentamente no seu ponto de ebulição. Vários metais formam ligas com o mercúrio denominadas amálgamas, algumas das quais são líquidas. As amálgamas de prata com mercúrio já foram largamente utilizadas em odontologia.

A principal aplicação do mercúrio é na fabricação de produtos farmacêuticos, produtos químicos, anti-sépticos, lâmpadas de neon e vapor de mercúrio, termômetros e barômetros. Um composto de mercúrio de interesse , utilizado em detonadores, é o fulminato de mercúrio ( Hg(CNO)2 ) que tem a propriedade de explodir por impacto mecânico e, por sua vez, provocar explosão de outros materiais.

Não é atacado pelos ácidos clorídrico ou sulfúrico diluídos; porém reage facilmente com HNO3 .

O HNO3 diluído com um excesso de mercúrio dá, a frio, nitrato mercuroso, ao passo que com excesso de ácido concentrado, e a quente, produz-se nitrato mercúrico.

6 Hg + 8 HNO3 3 Hg2(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O

Hg + 4 HNO3 Hg (NO3) 2 + 2 NO2 + 2 H2O



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Análise Química

O mercúrio forma duas séries de sais: os compostos mercurosos, que correspondem ao óxido mercuroso, Hg2O, que contém o grupo bivalente mercuroso, Hg2

+2, e os compostos mercúricos que correspondem ao óxido mercúrico, HgO, e contém o íon bivalente Hg+2.

PrataA prata é um metal branco maleável e dúctil. A prata ocorre tanto nativa quanto combinada,

especialmente com o enxofre, arsênio e antimônio. Dos minérios que contem prata, pode-se citar a Argentita. A prata também é encontrada com a Galena. A prata deve seu símbolo ao termo latino ARGENTUM. É usada em moedas, joalherias, produtos químicos, fotográficos e espelhos. A prata é insolúvel em HCl e H2SO4 concentrados, em ebulição, mas sóluvel em ácido nítrico sob determinadas condições.

Ag + 2 HNO3 AgNO3 + H2O + NO2



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Análise Química

Análise do Grupo I dos Cátions

PROCESSO 1- Precipitação do grupo: colocar dez gotas de solução problema em tubo de centrífuga e adicionar 2 gotas de HCl 3mol/L (1). Centrifugar até que a solução se torne límpida. Verificar se a precipitação se completou, mediante a adição de mais uma gota de ácido clorídrico 3mol/L. Se houver turvação, continuar adicionando o reagente até que o mesmo não provoque turbidez na solução. Centrifugar o conteúdo do tubo. O centrifugado, também chamado de solução, contém os cátions do grupo II, III, IV e V, e é reservado para a análise dos mesmos. O precipitado, composto dos cloretos do grupo I, após separado do centrifugado, é lavado com uma mistura de 4 gotas de água, com 2 gotas de HCl 3mol/L (2). Centrifugar e desprezar o líquido de lavagem. A análise segue o processo 2.

PROCESSO 2- Análise do grupo: tratar o precipitado branco, obtido no processo anterior, com 4 a 6 gotas de água, misturar, aquecer em banho-maria durante 3 minutos. Centrifugar logo em seguida (antes de esfriar), transferindo o centrifugado para outro tubo. Repetir o tratamento do precipitado com água sob aquecimento. Centrifugar e reunir os dois centrifugados.

2a – Centrifugado: pode conter Pb2+. Juntar algumas gotas de cromato de potássio. O aparecimento de um precipitado amarelo confirma a presença de chumbo.

2b – Resíduo: pode conter AgCl e Hg2Cl2. Adicionar dez gotas de NH4OH 3mol/L. Agitar a solução com bastão de vidro e centrifugar. O aparecimento de um precipitado de cor preta indica a presença de mercúrio.

Obs.:Todos os resíduos gerados devem ser acondicionados em

recipiente apropriado indicado pelo professor. Não

jogue nada nas pias!

Centrifugado: pode conter prata sob a forma de complexo. Acidificar com HNO3 3mol/L (3). O aparecimento de um precipitado branco assinala a presença de prata.

Resíduo: pode conter HgNH2Cl (4). Lavar com 10 gotas de água. Centrifugar desprezando o líquido de lavagem. Dissolver, sob aquecimento, em água régia (1gota de HNO3conc.+ 3gotas de HCl conc.). Diluir com 5 gotas de água destilada. Homogeneizar e dividir em duas porções (5).

1ª porção: adicionar 2 gotas de difenilcarbazida. Deixar escorrer KOH 2mol/L em leve excesso pelas paredes do tubo em posição inclinada. O aparecimento de cor violeta identifica o mercúrio(6).

2ª porção: adicionar 6 gotas de SnCl2. A formação de um precipitado cinzento em presença de excesso de reagente identifica o mercúrio.



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Análise Química

Notas explicativas do Grupo I:

(1) A solução original pode apresentar pecipitado branco, antes mesmo da adição de HCl. Nesse caso, o precipitado pode ser constituído de cloretos dos cátions do grupo I ou oxicloretos de Sb ou Bi. O aparecimento deste precipitado é devido à presença de íons cloreto na solução, pois alguns cátions do grupo II (As3+, Sb3+, Sn2+) provêm da solubilização de seus cloretos. O precipitado contendo os cátions do grupo II pode ser formado pela hidrólise de Bi3+ ou Sb3+.

Bi3+ + Cl- + H2O BiOCl(s) + 2H+

Para distinguir se o precipitado pertence ao 1º ou 2º grupo, basta tratá-lo com HCl concentrado a quente, dissolvendo-se assim o BiOCl e SbOCl.

BiOCl(s) + 2H+ Bi3+ + Cl- + H2O

É possível também diferenciar os dois tipos de precipitados pelo aspecto físico, pois o precipitado do grupo I é grumoso, grosseiro, de sedimentação rápida, enquanto que o do 2º grupo é finamente dividido, de aparência leitosa, que sedimenta lentamente.

Quando o HCl é adicionado à solução problema para precipitar o grupo I, é desejável um leve excesso de reagente, não apenas para promover a precipitação completa do grupo, mas também para evitar a formação de oxicloretos de Sb e Bi. Uma grande concentração de HCl ou Cl-, deve, no entanto, ser evitada, pois pode aumentar a solubilidade dos cloretos pela formação de complexos solúveis.

AgCl(s) + Cl- AgCl2-

PbCl2(s) + 2Cl- PbCl42-

(2) O ácido clorídrico é adicionado à água de lavagem para diminuir, através do efeito do íon comum, a solubilidade do cloreto de chumbo.

(3) A acidez da solução deve ser testada com papel tornassol. A precipitação do AgCl em meio ácido ocorre com qualquer concentração do íons prata, porém, em meio básico amoniacal a precipitação de AgCl dar-se-á somente para concentrações elevadas de cátion prata. O fenômeno pode ser compreendido considerando-se as reações envolvidas:

AgCl(s) + 2NH3(aq) [Ag(NH3)2]+(aq) + Cl-(aq)

[Ag(NH3)2]+(aq) Ag+

(aq) + 2NH3(aq)

2HNO3 2NO3-(aq) + 2H+

(aq)

2NH4

+(aq)

Logo que o produto iônico [Ag+] . [Cl-] ultrapassar o valor da constante do produto de solubilidade do AgCl, aparecerá um precipitado branco de cloreto de prata.

(4) O resíduo sólido produzido no tratamento do cloreto mercuroso com hidróxido de amônio em excesso deve ser preto e caracteriza a presença de mercúrio I, através da seguinte reação:

Hg2Cl2(s) + 2NH3(aq) Hg0 + HgNH2Cl + NH4+ + Cl-

Na hipótese do aparecimento de resíduo branco, o fenômeno pode ser atribuído à formação de oxicloreto ou hidróxido de chumbo, que pode ocorrer se a solubilização do cloreto de chumbo em água quente for incompleta. De qualquer forma, se Ag+ ou Pb2+ não forem encontrados nos teste específicos, é conveniente testar sua presença nesse resíduo sólido branco.

(5) O aparecimento de um precipitado nessa altura da análise, insolúvel em HNO3, pode ser de AgCl, devendo ser testado para a prata, na forma usual. Como o potencial padrão de redução do Hg 2

2+ é menor



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Análise Química

que o de Ag+, quando houver quantidade suficiente de Hg0 no resíduo esse pode reduzir o cátion prata à prata metálica, comprometendo a identificação desse íon.

2Hg + 2AgCl 2Ag + Hg2Cl2

Nesse caso o resíduo deverá ser tratado com água-régia a quente, seguido de diluição com água, centrifugação e dissolução do resíduo com hidróxido de amônio. A reacidificação com HNO3 permitirá a identificação do cátion prata, conforme processo normal.

(6) A reação entre o íon Hg2+ e a difenilcarbazida é a seguinte:



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Análise Química

SINÓPSE DA SEPARACÃO DO GRUPO I:

Solução problema

ppt.

AgCl, Hg2Cl2 e PbCl2 Grupo II e III (centrifugado)

HCl 3M (2-3gotas)

Centrifugar

Água 80-100ºC

Ag+, Hg22+Pb2+

K2CrO4

ppt. amareloPbCrO4

6 gotas de Hidróxido de amônio 3M

Ag(NH3)2+

(aq.) Hg0/HgNH2Cl (ppt)

HNO3 3Macidificar

ppt. branco AgCl

Água-Régia(1HNO3 : 3HCl)

Hg2+/HgCl42+

Solubilização e complexação do mercúrio

Dividir em 2 porções

SnCl2Difenilcarbazida

4 gotas

OH-

ppt. púrpuraHg[O=C(N-NH-C6H5)2

Hg2Cl2/Hg0 (ppt. cinza ou branco)



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Análise Química

Estudo dos cátions do grupo II

Os cátions do 2. grupo são: mercúrio, chumbo, bismuto, cobre, cádmio, arsênio, antimônio e estanho.

Os compostos destes elementos caracterizam-se porque precipitam como sulfetos, em solução ácida (acidez 0,3N) pelo gás sulfídrico.

Os sulfetos de arsênio, antimônio e estanho são solúveis KOH ou em solução de hidróxido de sódio, ao passo que os demais cátions deste grupo são insolúveis. Por isso, é comum subdividir este grupo em dois subgrupos: sub-grupo II-A ou grupo do cobre que compreende o mercúrio, chumbo, bismuto, cobre e cádmio, e sub-grupo II-B ou grupo do arsênio que inclui o arsênio, antimônio e estanho.

O chumbo é quase sempre encontrado no segundo grupo porque a sua separação como cloreto é incompleta no grupo I, a menos que a concentração de HCl seja cuidadosamente ajustada e se adicione álcool. Certos elementos raros pertencem a este grupo, tais como: molibdênio, selênio, telúrio, germânio, ouro, platina, paládio, ródio, ósmio, rutênio, irídio. O 2.0 grupo também é denominado de grupo do gás sulfídrico. Bismuto

O bismuto usualmente encontra-se nativo nos minérios de níquel e de cobalto. É de pequena importância a bismutinita, Bi2S3.

O bismuto é um metal quebradiço, branco avermelhado. Os seus óxidos e sais são utilizados em muitos preparados farmacêuticos. O bismuto é insolúvel em HCl porém se dissolve em H2SO4 concentrado, quente, e em água-régia. O melhor dissolvente é o HNO3.

Reação: 2 Bi + 8 HNO3 2 Bi(NO3)3 + 4 H2O + 2 NO

Os sais de bismuto provem do sesquióxido, Bi2O3.

Os sais de bismuto são hidrolisados por um excesso de água produzindo sais básicos escassamente solúveis comumente denominados de bismutila, isto é, que contém o radical BiO-.

BiCl3 + H2O BiOCl + 2 HCl cloreto de bismutila

Cobre

O cobre ocorre nos minérios cuprita ( Cu2O ), calcopirita ( CuFeS2 ) e outros. É um ótimo condutor de eletricidade. O ar seco não oxida o cobre, mas o ar úmido contendo CO2 reveste o cobre de uma camada de carbonato básico, chamado verdeto, que protege o metal da corrosão. Não é atacado pelos ácidos clorídrico e sulfúrico diluídos; o melhor dissolvente do cobre é o HNO3 .

3Cu + 8 HNO3 3 Cu(NO34)2 + 4 H2O + 2 NO

Existe duas séries de compostos de cobre: os que provém do óxido cuproso, Cu2O , que é vermelho e os que provém do óxido cúprico, CuO, que é negro. Os compostos cuprosos são extremamente instáveis, sendo oxidados rapidamente a compostos cúpricos. Os sais cuprosos são incolores, insolúveis em água. Os sais cúpricos, quando se dissolvem em água, são soluções azuis ou verdes; os sais anidros são brancos ou amarelos.

Cádmio

O cádmio está geralmente associado ao zinco em seus minérios. O único mineral de cádmio de importância é a grinoquita, CdS. Formas ligas úteis de baixo ponto de fusão e seu sulfeto é utilizado nas tintas amarelas. É empregado sobretudo no recobrimento eletrolítico do aço uma vez que o cádmio conduz



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Análise Química

a um recobrimento mais uniforme que o zinco, sendo este recobrimento mais resistente à corrosão e mais facilmente soldável que o zinco.

Dissolve-se lentamente em ácido clorídrico e sulfúrico diluídos com desprendimento de hidrogênio. O melhor dissolvente do metal é o HNO3 . Só uma série de sais provenientes do CdO é de importância em análise qualitativa. A maioria dos sais é insolúvel em água , mas facilmente solúvel nos ácidos minerais. O cloreto , o nitrato e o sulfato são solúveis na água.

Antimônio

O antimônio raramente ocorre livre na natureza. Os compostos mais importantes que contém antimônio são os de enxofre. Usa-se o antimônio, principalmente, na fabricação de ligas.

O sulfeto de antimônio, Sb2S3, usa-se como pigmento e vários compostos de antimônio são utilizados em medicamentos. Queima facilmente ao ar, dando trióxido de antimônio. O melhor dissolvente do antimônio é a água régia, pela qual se converte no tricloreto ou no pentacloreto de antimônio. O antimônio é insolúvel em ácido clorídrico e sulfúrico diluídos. Conhece-se duas séries de sais: os antimoniosos e os antimônicos que correspondem, respectivamente, aos óxidos Sb2O3 e Sb2O5 . Os compostos antimoniosos reagem com água em forma semelhante aos sais de bismuto, dando compostos que contém o grupo antimonila, SbOCl.

SbCl3 + H2O SbO.Cl + 2 HClEstanho

O estanho metálico não ocorre livre na natureza, mas sim, na maioria das vezes, sob a forma de dióxido.

Quando se curva um pedaço de estanho ele “GRITA “devido a um fenômeno de fricção entre os cristais. Abaixo de 20oC forma-se estanho cinzento, e os objetos feitos de estanho deterioram-se no tempo frio, devido à formação dessa modificação alotrópica. Uma vez formada, espalha-se por sobre o metal. O estanho cinzento é muitas vezes chamado “PESTE DO ESTANHO“ e a uma baixa temperatura o estanho cinzento infecta o metal puro e o torna pulverulento. Acima de 200oC forma-se os cristais de estanho ortorrômbicos, que são duros e quebradiços. O estanho forma ligas úteis com muitos metais. O metal se dissolve lentamente em ácidos clorídrico ou sulfúrico diluídos com liberação de hidrogênio e formação de sais estanosos; dissolve-se facilmente a quente em ácidos concentrados.

O HNO3 diluído dissolve o estanho lentamente sem desprendimento do gás, formando-se nitrato estanoso e nitrato de amônio; com HNO3 concentrado produz-se uma reação intensa e obtém-se um sólido branco ao que se atribui a composição de um óxido estânico hidratado de fórmula SnO2 . x H2O, que pode-se denominar óxido metaestânico. A dissolução do estanho se efetua facilmente mediante água régia, formando-se somente cloreto estânico.

ArsênioO arsênio está largamente distribuído na natureza, sendo encontrado em pequenas quantidades em

quase todos os sulfetos como, por exemplo, piritas; portanto, quase todo o zinco e o H2SO4 do comércio contém arsênio.

O arsênio é insolúvel em água, mas é atacado pelo flúor, cloro e bromo secos, formando compostos de arsênio trivalente (venenosos!). Sublima por aquecimento dando odor aliáceo característico; aquecido ao ar, arde com chama azul pálida produzindo fumaça branca de óxido arsenioso, As2O3. É insolúvel no ácido clorídrico e sulfúrico diluídos; dissolve-se facilmente em HNO3 diluído, produzindo óxido arsenioso e no hipoclorito de sódio dando ácido arsênico de fórmula H3AsO4 .



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Análise Química

Análise do Grupo II dos cátions

PROCESSO 3: Precipitação do grupo: Recolher em tubo de centrífuga o centrifugado separado na precipitação do grupo I (processo 1). Adicionar 1gota de HNO3 3mol/L(1). Aquecer em banho-maria por 3 minutos. Acrescentar NH4OH 3mol/L até que a solução torne-se levemente alcalina ao papel tornassol (se a adição de cinco gotas não registrar mudança de coloração no papel, passar a adicionar NH4OH conc.). Juntar HCl 3mol/L até ficar levemente ácida. Adicionar 1 gota de HCl conc. (2) (3). Adicionar 10 gotas da solução de tioacetamida e aquecer. Homogeneizar com bastão de vidro, continuando o aquecimento por 3 minutos em banho-maria. (4). Adicionar água até triplicar o volume. Juntar mais cinco gotas de tioacetamida e repetir o aquecimento por mais 2 minutos, sem agitação. Repetir a verificação de precipitação completa se necessário (5) (6).

O precipitado obtido contém os sulfetos dos cátions do grupo II e é tratado de acordo com o processo 4, o centrifugado contém os grupos III, IV, e V. Aquecê-lo em banho-maria, até expulsão total do H2S (7). Reservar o centrifugado para análise do grupo III.

PROCESSO 4: Separação dos sub grupos II-A e II-B: Lavar o precipitado obtido no processo anterior com uma solução contendo 10 gotas de água, 4 gotas de tioacetamida e 1 gota de solução saturada de cloreto de amônio a quente (8). Centrifugar e desprezar o líquido de lavagem. Tratar o resíduo com 4 gotas de hidróxido de potássio 2mol/L, agitar, aquecer em banho-maria durante 2 minutos e centrifugar (9). Transferir o centrifugado (C1) para um outro tubo. Tratar novamente o resíduo com 4 gotas de hidróxido de potássio 2mo/L, agitar, aquecer e centrifugar. Separar o centrifugado (C2) que deve ser incorporado ao centrifugado (C1).

O centrifugado (C1+C2) constitui o sub-grupo II-B, formado pelos tioânions e oxitioânions dos elementos As, Sb e Sn, e é analisado segundo o processo 6.

O resíduo insolúvel em KOH constitui o sub-grupo II-A, formado pelos sulfetos de Hg, Bi, Pb, Cu e Cd e é analisado de acordo com o processo 5.

PROCESSO 5: Análise do sub-grupo II-A: Lavar o resíduo do processo 4 com 10 gotas de água (1), centrifugar e desprezar o líquido de lavagem. Adicionar então 5 gotas de ácido nítrico 3mol/L (2) mais 1 gota de HNO3 conc., agitar e aquecer em banho-maria por 3 minutos, centrifugar e guardar o centrifugado.



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Análise Química

Resíduo: Pode conter HgS preto ou então 2HgS.Hg(NO3)2 branco. (3). Dissolver em água régia (1 gotas de HNO3 conc. + 3 gotas de HCl conc.) por aquecimento (4). Diluir com 5 gotas de água, homogeneizar e dividir em duas porções:

1ª- Adicionar 2 gotas de difenilcarbazida. Pelas paredes do tubo inclinado deixar escorrer KOH ou Na2CO3 em excesso. Em presença de Hg2+ forma-se uma coloração violeta(5).

2ª- Adicionar até seis gotas de SnCl2. O aparecimento de um precipitado branco, que se torna cinzento sob a adição de excesso de SnCl2 indica e presença de mercúrio.

Obs.:Todos os resíduos gerados devem ser acondicionados em

recipiente apropriado indicado pelo professor. Não

jogue nada nas pias!

Centrifugado: Pode conter Cu2+, Cd2+, Pb2+ e Bi3+. Adicionar NH4OH concentrado (até o meio ficar nitidamente alcalino), centrifugar (6). Separar o centrifugado. Lavar o resíduo com 5 gotas de água, centrifugar e reunir o líquido de lavagem ao centrifugado.

Centrifugado: pode conter Cu2+ e Cd2+ sob a forma de íons complexos. Uma coloração azul forte indica a presença de cobre. Dividir em duas porções:

1ª- Adicionar 10 gotas de água deionizada e 4 gotas de alfa-benzoinoxima. A formação de um precipitado verde-amarelo mostra a presença de cobre(7)

2ª- Adicionar à segunda porção quantidade suficiente de KCN para descorá-la (8); adicionar 5 gotas de tioacetamida e aquecer. Um precipitado amarelo indica a presença de cádmio.

Resíduo: pode conter Pb(OH)NO3 e BiONO3. Adicionar 5 gotas de KOH 2mol/L, agitar, aquecer e centrifugar. Separar o centrifugado. Adicionar mais 2 gotas de KOH ao resíduo, aquecer, diluir com 4 gotas de água. Centrifugar e adicionar o líquido ao centrifugado anterior(9).

Resíduo: pode conter BiOOH. Lavar com água. Desprezar o líquido de lavagem. Dissolver em 1 gota de HCl conc. (10). Adicionar 10 gotas de Cinchonina/KI. O aparecimento de um precipitado intensamente alaranjado caracteriza o bismuto.

Centrifugado: pode conter Pb como íon HPbO2

-. Acidificar fracamente com ácido acético 3mol/L. Adicionar K2CrO4. Um precipitado amarelo caracteriza o chumbo.



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Análise Química

PROCESSO 6- Análise do sub-grupo II-B: ao centrifugado do processo 4, contendo os íons do sub-grupo II-B, adicionar HCl 3mol/L até o meio ficar levemente ácido (1), centrifugar e desprezar o centrifugado. Adicionar 6 gotas de HCl concentrado ao precipitado, aquecer e agitar durante 3 minutos e centrifugar. Remover o centrifugado para um tubo de ensaio (C1). Tratar o resíduo (se houver) com uma mistura de 4 gotas de água e 4 gotas de HCl concentrado sob aquecimento. Centrifugar (C2). Juntar os dois centrifugados (C1) e (C2). Homogeneizar (2).

Centrifugado: pode conter Sb3+ e Sn4+, Dividir em duas porções: 1ª porção: adicionar 0,05g de NaNO2, vagarosamente, e depois, 2 gotas de HCl 3mol/L (3). Colocar duas gotas desta solução sobre a cavidade de uma placa de porcelana e adicionar 2 gotas de Rodamina B. O aparecimento de uma cor violeta identifica o antimônio.

2ª porção: Dobrar o volume da porção com HCl 3mol/L. Colocar uma raspa de magnésio de 1,5cm de comprimento no fundo do tubo, conservando-o nesta posição com o bastão de vidro até a dissolução completa (4). Dividir em duas partes.2.1 – Adicionar 5 gotas de água e 2 gotas de K3Fe(CN)6 2%. A formação de uma coloração branca indica o estanho.

2.2 – Adicionar 3 gotas de cloreto mercúrico. Um precipitado branco ou cinzento identifica o estanho.

Resíduo: pode conter sulfeto de arsênio. Dissolver em uma gota de ácido nítrico concentrado, sob aquecimento, e adicionar 5 a 10 gotas de molibdato de amônio. Aquecer em banho-maria durante 3 minutos, diluir a 5mL e esfriar na água. Adicionar 2 gotas de cloreto estanoso. A formação de uma coloração azul indica a presença de arsênio.

Obs.:Todos os resíduos gerados devem ser acondicionados em recipiente apropriado

indicado pelo professor. Não jogue nada nas pias!

Notas explicativas sobre a precipitação e separação dos sub-grupos II-A e II-B:

(1) A adição de HNO3 tem por finalidade oxidar o Sn2+ a Sn4+. O íon estanoso é demasiadamente básico, dificultando a solubilização de seu sulfeto em bases fortes. Com o aumento do número de oxidação de +2 para +4, a espécie iônica torna-se mais ácida, de modo que o SnS2 solubiliza facilmente em KOH.

(2) É possível que apareça um precipitado branco antes da precipitação do grupo devido à hidrólise dos possíveis compostos de Sb e bi. Ocorrendo o fato, não se deve dar maior importância ao mesmo, porque, ao se adicionar o reagente coletor do grupo, os oxicloretos de Sb e Bi serão convertidos nos seus respectivos sulfetos.

(3) No momento da adição do reagente coletor do grupo é necessário que a solução apresente uma acidez adequada, a fim de que todos os cátions do grupo estejam contidos no precipitado que irá se formar. Caso a solução seja demasiadamente ácida, poderão não precipitar os sulfetos de Cd, Pb e Sn.

(4) Como reagente gerador de íons sulfeto emprega-se a tioacetamida que, por hidrólise a quente, produz H2S segundo a equação:

CH3CSNH2 + 2H2O CH3COO- + H2S + NH4+

H2S H+ + HS-

HS- H+ + S2-

O aquecimento prévio da solução trone mais rápida a precipitação do As2S5.O caráter anfótero do As5+ pode ser observado através dos seguintes equilíbrios:

3H+ + AsO43- H3AsO4 + H2O As(OH)5 As5+ + 5OH-



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Análise Química

A espécie AsO43-, H3AsO4, As(OH)5 e As5+ estão simultaneamente presentes na solução e a predominância de concentração de uma delas sobre as demais depende da concentração do íons H+. O meio deverá ser fortemente ácido para que a concentração de As5+ seja sensível, facilitando assim a precipitação do As2S5. O aquecimento contribui no mesmo sentido por promover a coagulação.

(5) A coloração dos sulfetos pode prestar informações úteis. Quando o precipitado for preto pode indicar a presença de sulfetos de Hg, Cu, Pb e Bi. O Hg pode também formar precipitado branco de 2HgS.Hg(NO3)2 que enegrece pelo acréscimo de mais H2S. Um precipitado amarelo é indicativo da presença de sulfetos de As, Sb, Sn ou Cd. O sulfeto de antimônio é normalmente alaranjado, o do arsênio é amarelo brilhante, o de chumbo, mesmo a frio, é preto.

(6) Na precipitação do 2º grupo é possível, mesmo na ausência de cátions desse grupo, obter-se um precipitado branco finamente dividido. Esse precipitado pode ser causado pela oxidação do íons sulfeto a enxofre elementar por causa da presença de Fe3+, NO3

-, CrO42- e MnO4

-. O fato poderá ser negligenciado.(7) O aquecimento é feito para expulsar os vapores de H2S, impedindo que o sulfeto se oxide a sulfato,

lentamente, em repouso. (8) O precipitado do 2º grupo, cosntutuído dos sulfetos, poderá oxidar-se parcialmente aos respectivos

sulfatos, que por serem solúveis, se perdem no líquido de lavagem. A adição de H2S aos líquido de lavagem impede a oxidação dos sulfetos. Além disso, adiciona-se cloreto de amônio ao líquido de lavagem para manter o precipitado na forma coagulada, evitando a peptização e a consequente dispersão coloidal que dificulta a separação do precipitado por filtração ou centrifugaão.

(9) A separação dos sulfetosdo sub-grupo II-A em relação aos sulfetos do II-B deve-se à insolubilidade dos primeiros e a solubilidade dos segundos em bases fortes (como KOH)

Os sulfetos de As, Sb e Sn apresentam comportamente qu;imico igual ao de óxidos ácidos, menos ácidos, é verdade, por estar o enxofre situado abaixo do oxigênio na tabela periódica.

4As2S5 + 24OH- 3AsO43- + 5AsS4

3- + 12H2O4Sb2S5 + 24OH- 3SbO4

3- + 5SbS43- + 12H2O

3SnS2 + 6OH- SnO32- + 5SnS3

2- + 3H2O

Os seis sulfetos metálicos do sub-grupo II-B possíveis de se formarem (As2S3, As2S5, Sb2S3, Sb2S5, SnS e SnS2) têm sua solubilidade aumentada de acordo com suas características ácidas. O As2S5, por ser o mais ácido é o mais solúvel em KOH, ao passo que o SnS é o menos solúvel. Por essa razão, antes da precipitação dos sulfetos, é conveniente oxidar o Sn2+ a Sn4+ com HNO3, conforme o processo 3.

Notas explicativas sobre a análise do sub-grupo II-A de cátions:

(1) a lavagem com água é feita visando diminuir a alcalinidade provocada pelo KOH.(2) A adição de HNO3 provoca a solubilização dos sulfetos de Pb, Bi, Cu e Cd.

3PbS + 2NO3- + 8H+ 3Pb2+ + 3S + 2NO + 4H2O

Obs.: a solubilização em ácido forte não oxidante (HCl, por exemplo) não se dá devido ao baixo valor de Kps desses sulfetos, criando dificuldade para a formação de H2S segundo a reação:

MetalS + 2H+ Metal 2+ + H2S

(3) O resíduo preto insolúvel não é devido exclusivamente ao HgS, podendo provir de outros sulfetos, tais como o de cobre, que se incorpora às pequenas quantidades de enxofre elementar formado na reação com HNO3. Às vezes, forma-se um resíduo branco contendo Hg, em presença de HNO3 concentrado ou por aquecimento muito prolongado. O produto resultante tem fórmula 2HgS.Hg(NO3)2. Em qualquer circunstância, o teste para mercúrio deve ser complementado.

(4) O HNO3 não é oxidante satisfatório para dissolver HgS. Recomenda-se o emprego de água régia (3HCl + 1HNO3), que alia as propriedades oxidantes do íon nitrato e complexantes do íon cloreto sobre o mercúrio II.



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Análise Química

3HgS + 2NO3- + 12Cl- + 8H+ 3HgCl42- + 3S + 2NO + 4H2O

(5) Rever nota 6 do grupo I.(6) Pb e Bi precipitam respectivamente como hidróxinitrato de chumbo e nitrato de bismutila, enquanto Cu e

Cd permanecem em solução como íons complexos:

Pb2+ + NH3 + NO3- + H2O PbOHNO3 + NH4

+

Bi3+ + 2NH3 + NO3- + H2O BiONO3 + 2NH4

+

Cu2+ + 4NH3 Cu(NH3)42+ (azul)

Cd2+ + 4NH3 Cd(NH3)42+ (incolor)

(7) O precipitado verde de cobre com alfa-benzoinoxima não é muito nítido para baixas concentrações de Cu2+. Nesse caso, convém centrifugar e observar o precipitado verde separado no fundo do tubo.

(8) Em presença de KCN o íon complexo tetramincobre (II) converte-se na espécie Cu(CN)32- muito estável

que não produz CuS nem CuS2 em presença de sulfeto. No que diz respeito ao tetramincádmio, o mesmo é convertido para Cd(CN)4

2-, muito menos estável do que o correspondente cianeto de cobre. Dessa maneira, o tetramincádmio, ao sofrer dissociação, fornece quantidade suficiente de cádmio à solução de modo a precipitar sulfeto de cádmio (amarelo) em presença de sulfeto. É possível, então, afirmar que o KCN impede a interferência do íons cúprico.

(9) O hidóxinitrato de chumbo é anfótero e dissolve-se em KOH. Formando plumbito. O nitrato de bismutila não se dissolve em KOH, convertendo-se em hidróxido de bismutila.

PbOHNO3 + 2OH- HPbO2- + H2O + NO3

-

BiONO3 + OH- BiOOH + NO3-

(10) O teste é melhor observado em acidez não muito elevada, por isso o BiOOH deve ser dissolvido na menor quantidade de HCl possível. A chinchomina é uma substância básica que forma sais com ácidos.

I- + H+ + B BHI (B = chinchonina)BHI + BiI3 Bi(BH)I4 (ppt laranja)



46

Análise Química

Notas explicativas sobre a análise do sub-grupo II-B dos cátions:

(1) Quando a solução básica, formada pelos tios e oxi-ânions de As, Sb, e Sn for acidificada com HCl diluído, poderão formar-se os ácidos correspondentes que, reagindo entre si, formam os sulfetos pouco solúveis. A não formação de precipitado neste momento significa a ausência do grupo II-B.

(2) A separação do As em relação ao Sb e Sn baseia-se nos valores das constantes de produto de solubilidade de seus sulfetos, sendo o produto de solubilidade do sulfeto de arsênio bem menor. O pentassulfeto de arsênio pode dissolver-se ligeiramente em HCl, mas não o suficiente para que possa interferir nos testes de Sb e Sn.

(3) Na solubilização do Sb2S5 em HCl concentrado ocorre igualmente redução do Sb5+ a Sb3+ às custas do íon sulfeto:

Sb2S5 + 6H+ 2Sb3+ + 2S0 + 3H2S

Para que o Sb seja identificado pela Rodamina B, o mesmo deve ser previamente oxidado a Sb5+ por meio de NaNO2:

Sb2+ + 2NO2- + 4H+ Sb5+ + 2NO + 2H2O

O excesso de nitrito não deve ser demasiado para evitar que o teste seja positivo independentemente da presença de antimônio.

(4) O magnésio é usado para reduzir o Sn4+ a Sn2+. Nas mesmas condições, o Sb3+ reduz-se a Sb metálico.

Sn4+ + Mg Sn2+ + Mg2+



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Análise Química

SINÓPSE DA SEPARACÃO DO GRUPO II (arquivo fornecido em anexo):



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Análise Química

ESTUDO DOS ÂNIONS

Os métodos usados para identificação dos radicais de ácidos ou ÂNIONS, não são tão sistemáticos como os que se tem descrito para os cátions. Os procedimentos que se empregam pode-se dividir em CLASSE A e CLASSE B.

Classe A1)Desprendem gases com ácido clorídrico ou sulfúrico diluídos:carbonato, bicarbonato, sulfito, tiossulfato, sulfeto, nitrito, hipoclorito, cianeto, cianato. 2)Desprendem gases ou vapores ácidos com ácido sulfúrico concentrado: estão incluídos o do 1o e mais os seguintes:fluoreto, cloreto, brometo, iodeto, nitrato, clorato, perclorato, bromato, iodato, borato, ferrocianeto, ferricianeto, formiato (HCO2 - ) , acetato , oxalato .

Classe B1)Reações de precipitação:sulfato, persulfato, fosfato, fosfito, hipofosfito, arseniato, arsenito, silicato .2)reações de oxidação e redução em solução :permanganato, dicromato, cromato .

Por conveniência, as reações de certos ácidos orgânicos se agrupam juntos; incluem-se assim: formiatos, acetatos, oxalatos, tartaratos, citratos, salicilatos, benzoatos e succinatos. É de assinalar que os acetatos, formiatos, salicilatos, benzoatos e succinatos podem formar um grupo a parte, pois todos eles dão coloração característica ou precipitam por adição de solução de cloreto férrico a uma solução neutra dos mesmos.

Reação dos carbonatos : CO3 -2

Todos os carbonatos normais , exceto os dos metais alcalinos e de amônio , são insolúveis em água.

Emprega-se o carbonato de sódio decahidratado , Na2CO3 . 10 H2O .

1)Ácido clorídrico diluído ou qualquer ácido mineral diluído , decompõe o carbonato sólido com efervescência devido ao desprendimento de dióxido de carbono.Técnica:

Coloca-se uma ponta de espátula de carbonato de sódio, em tubo de ensaio seco, adiciona-se 1mL de HCl diluído e, imediatamente, coloca-se papel tornassol azul umidecido com água na boca do tubo. Aquecer e observar a troca de coloração do papel.

Reação : .........................................................................................

2)Solução de cloreto de bário ou cloreto de cálcio a 1% com soluções de carbonatos neutros forma-se um ppt. branco de carbonato de bário.

Reação : .........................................................................................

3)Solução de nitrato de prata a 0,5% com soluções de carbonatos neutros, produz um ppt. branco de carbonato de prata, solúvel em hidróxido de amônio e ácido nítrico.

Reação : .........................................................................................



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Colocar este resíduo no frasco para resíduos de prata

Análise Química

Reações dos bicarbonatos : HCO3 –

As seguintes reações diferenciam os carbonatos dos bicarbonatos:

1)A uma solução fria de bicarbonato agrega-se uma solução de sulfato de magnésio a 1%. Forma-se ppt. a frio visto que o bicarbonato de magnésio é insolúvel em água fria. Fervendo-se a solução, produz-se a solubilização do ppt. branco de carbonato de magnésio.

Reação : .........................................................................................

2)Fervendo-se uma solução de bicarbonato, desprende-se dióxido de carbono que se pode identificar com papel tornassol azul umidecido . 3)Agregando-se uma solução de cloreto mercúrico a uma solução de bicarbonato , não se forma precipitado. Os carbonatos a frio produzem um ppt. pardo avermelhado de carbonato básico. (Só teórico, não realizar na prática).4)Aquecendo-se um pouco de bicarbonato de sódio sólido em um tubo de ensaio seco, desprende-se dióxido de carbono. O resíduo desprende CO2 por tratamento com ácido mineral diluído .

Reação : .........................................................................................

Reações dos sulfitos : SO3 -2

Os sulfitos dos metais alcalinos e de amônio são os únicos solúveis em água; os sulfitos dos outros metais são escassamente solúveis ou insolúveis.

Emprega-se o sulfito de sódio heptahidratado .

1)Ácido clorídrico ou sulfúrico diluídos. Os sulfitos se decompõem mais facilmente aquecendo diretamente com ácidos diluídos; desprende-se dióxido de enxofre, que se pode reconhecer:a)por seu odor sufocante de enxofre queimado;b)pela cor verde que adquire a solução de dicromato de potássio a 1%.

Adicionar ponta de espátula de sulfito de sódio, em tubo de ensaio seco, e colocar 1mL de ácido clorídrico concentrado. Observar o odor, conforme técnica adequada. Adicionar 5 gotas de dicromato de potássio diluído à efervescência e verificar a coloração verde devido a redução do cromo

Reação com ácido : .........................................................................................

Reação do dióxido com o dicromato: .........................................................................................

2)Solução de cloreto de bário a 1% forma-se um ppt. branco de sulfito de bário, solúvel em HCl diluído .Reação : .........................................................................................

3)Solução de permanganato de potássio a 0,5% acidificada com ácido sulfúrico diluído, descora-se devido a formação de soluções de sulfato de potássio e de sulfato manganoso. Colocar 2 gotas de KMnO4 com 10 gotas de água e 3 gotas de ácido sulfúrico diluído. Acrescentar ponta de espátula de sulfito e observar o descoramento da solução.

4)Solução de acetato de chumbo a 1% produz um ppt. de sulfito de chumbo. Misturar 1mL da solução de acetato de chumbo com 1mL da solução do sulfito.

Reação : .........................................................................................



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Colocar o resíduo deste tubo no frasco para cromo III.

Descartar este reíduo no frasco para metais pesados.

Análise Química

Reações dos sulfetos : S -2

Os sulfetos ácidos e neutros e os polissulfetos dos metais alcalinos são solúveis em água; suas soluções aquosas são alcalinas porque estão hidrolisados. Os demais são insolúveis.

Emprega-se o sulfeto de sódio, Na2S . 9 H2O .

1)Ácidos clorídrico ou sulfúrico diluídos, desprende H2S, que se pode reconhecer por seu odor característico e pelo enegrecimento do papel de acetato de chumbo. Colocar 1mL de sulfeto de sódio com 1mL de ácido sulfúrico concentrado. Aquecer se necessário. Adicionar à boca do tubo um pequeno pedaço de papel filtro umidecido com acetato de chumbo. Observar.

Reação : .........................................................................................

2)Solução de nitrato de prata a 0,5% produz um ppt. negro de sulfeto de prata, insolúvel em HNO 3 diluído a frio; solúvel a quente. Adicionar 1mL e sulfeto de sódio com 1mL de nitrato de prata 0,5%.

Reação : .........................................................................................

3)Solução de acetato de chumbo a 1% forma-se um ppt. negro de sulfeto de chumbo .

Reação : .........................................................................................

4)Solução de nitroprussiato de sódio, Na2[Fe(CN)5NO], em presença de soluções alcalinas obtém-se uma coloração púrpura fugaz. Não se produz a reação com soluções de H2S ou com gás livre.

Técnica :Mistura-se em uma placa de toque 1 gota da solução em análise, 1 gota e NaOH 10% e 1 cristal de

nitroprussiato de sódio; aparecerá uma cor violeta.

Reações dos nitritos : NO2 –

O nitrito de prata é escassamente solúvel em água. Todos os demais nitritos são solúveis na água.

Emprega-se o nitrito de sódio , NaNO2 .

1)Ácido clorídrico diluído. A adição cuidadosa de ácido a um nitrito sólido a frio produz uma solução azul pálida fugaz (devido a presença de ácido nitroso livre e o desprendimento de vapores pardos de dióxido de nitrogênio que é produzido, em sua maior parte, pela combinação do óxido nítrico com o oxigênio do ar) . (Não será realizada experimentalmente).

NaNO2 + HCl HNO2 + NaCl3 HNO2 H2O + HNO3 + 2 NO

2 NO + O2 2 NO2

2)Solução de sulfato ferroso. Agregando-se cuidadosamente 1mL da solução de nitrito com 1mL de solução concentrada de sulfato ferroso acidificada com ácido acético diluído, forma-se na interface , um anel pardo. Se a adição não se efetua com cautela, resulta uma coloração parda.

3)Adicionando 1mL da solução de iodeto de potássio 2% a 1mL de solução de nitrito, seguido por uma acidificada com ácido acético diluído, produz-se a liberação de iodo, que se pode identificar pela cor azul que dá com adição de gotas de solução de amido.

Reações dos hipocloritos : ClO –



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Análise Química

Todos os hipoclorito são solúveis em água. As soluções são alcalinas porque se hidrolisam e se decompõe por ebulição .

NaClO + H2O HClO + NaOH

Emprega-se uma solução de hipoclorito de sódio , NaClO .

1)Ácido clorídrico diluído. No princípio a solução toma uma coloração amarela , produz-se uma efervescência e se desprende cloro. Pode-se identificar o gás:a)por sua cor amarela esverdeada e seu odor irritante;b)pelo papel de tornassol que se descora;c)por sua ação sobre o papel de iodeto de potássio - amido que fica com cor azul escuro.

NaClO + HCl HClO + NaClHClO + HCl Cl2 + H2O

Adicionar 1mL de hipoclorito de sódio com 1mL de ácido clorídrico concentrado em tubo de ensaio. Imediatamente, colocar na saído do tubo um papel tornassol azul umidecido com água e observar a coloração. Após, adicionar ao tubo10 gotas de KI diluído e 1 gota de solução de amido.

3)Solução de acetato ou nitrato de chumbo a 1% por aquecimento produz o dióxido de chumbo pardo. Colocar 1mL de nitrato de chumbo com 1mL da solução de sulfito e quecer levemente. Observar a cor produzida.

Reação : .........................................................................................

4)Solução de nitrato de cobalto a 1%: agrega-se algumas gotas do reativo à solução de hipoclorito ; obtém-se um ppt. negro de óxido de cobalto.

Reações dos fluoretos : F –

Os fluoretos de sódio, potássio, prata, alumínio e níquel são facilmente solúveis em água e os dos metais alcalinos-terrosos são insolúveis em água.

Emprega-se o fluoreto de sódio , NaF .

1) Adicionar ponta de espátula do fluoreto em tubo de ensaio seco e adicionar 1mL de ácido sulfúrico concentrado. Aquecendo-se o fluoreto sólido desprende-se um gás incolor corrosivo, de ácido fluorídrico; o gás produz névoa no ar úmido e o tubo de ensaio fica com uma aparência gordurosa como resultado da ação corrosiva do vapor sobre a sílica do vidro, o que libera o tetrafluoreto de silício, SiF 4, gasoso. Mantendo um bastão de vidro úmido no vapor, deposita-se ácido silícico gelatinoso sobre o bastão, H4SiO4 .

Reação : .........................................................................................

2)Solução de nitrato de prata, não se obtém ppt., porque o fluoreto de prata é solúvel em água.(Não necessita testar experimentalmente.)

3)Solução de cloreto de cálcio a 1% , forma-se um ppt. branco muito fino, de fluoreto de cálcio.

Reação : .........................................................................................

Reações dos cloretos : Cl –



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Análise Química

A maioria dos cloretos são solúveis em água.

Emprega-se o cloreto de sódio, NaCl .

Realizar na capela! Vapores tóxicos.1)Colocar ponta de espátula de cloreto, em tubo de ensaio seco, com ácido sulfúrico concentrado a frio. Produz-se uma considerável decomposição do cloreto sólido que se faz completa a quente com desprendimento de gás clorídrico o que se reconhece:a)por seu odor picante;b)pela formação de fumo branco de cloreto de amônio quando se mantém um bastão de vidro umedecido com hidróxido de amônio na boca do recipiente;c)porque o papel tornassol azul umidecido fica vermelho.

Reação : .........................................................................................2)Solução de nitrato de prata a 0,5% obtém-se um ppt. branco, caseoso, de cloreto de prata , solúvel em hidróxido de amônio.

Reação : .........................................................................................

3)Solução de acetato de chumbo com soluções concentradas forma-se um ppt. branco de cloreto de chumbo. Colocar ponta de espátula de cloreto com 10 gotas de água. Dissolver com auxílio de um bastão de vidro e, se necessário, colocar mais algumas gotas de água. Adicionar 10 gotas de acetato de chumbo 1M.

Reação : .........................................................................................

Reações dos brometos: Br –

Os brometos de prata, mercuroso e cuproso são solúveis em água. O brometo de chumbo é escassamente solúvel a frio, porém é mais solúvel em água quente. Todos os demais brometos são insolúveis.

Emprega-se o brometo de potássi, KBr .

Realizar na capela! Vapores tóxicos.1)Colocar 1mL de ácido sulfúrico concentrado com 1mL do brometo. Forma-se primeiro uma solução parda avermelhada que desprende vapores pardo avermelhado de bromo que acompanham o ácido bromídrico . A reação é acelerada por aquecimento.

Reações: .........................................................................................

..........................................................................................

2)Solução de nitrato de prata a 0,5% produz um ppt. amarelo pálido, caseoso, de brometo de prata. Colocar 1mL de nitrato de prata 0,5% com 1mL de brometo de potássio.

Reação : .........................................................................................



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Análise Química

4)Solução de acetato de chumbo a 1% produz um ppt. branco cristalino de brometo de chumbo, solúvel em água fervente.

Reação : .........................................................................................

5)Adicionando-se gota a gota solução de hipoclorito a uma solução de brometo, libera bromo que cora a solução de vermelho alaranjado; adicionando-se 2 mL de clorofórmio e agitando-se o bromo dissolve-se no solvente; deixando em repouso, forma-se uma solução pardo avermelhada debaixo da camada aquosa incolor. Com excesso de hipoclorito, resulta uma solução amarela parda ou incolor (diferença com os iodetos) .

Reação : .........................................................................................

Reações dos iodetos: I –

A solubilidade dos iodetos é semelhante ao dos cloretos e brometos.

Emprega-se o iodeto de potássio , KI .

Realizar em capela! Vapores tóxicos.1)Misturar 1mL de ácido sulfúrico concentrado com o iodeto sólido. Libera-se iodo. Diluir com água deionizada até a metade do tubo e adicionar algumas gotas de solução de amido. Observar a coloração do vapor inicial e após a adição de amido.

Cor do vapor:........................................... Cor com solução de amido:........................................

2)Solução de nitrato de prata a 0,5% forma-se um ppt. amarelo, caseoso, de iodeto de prata. Colocar 1mL de solução de iodeto com 1mL de AgNO3 0,5%.

Reação : .........................................................................................

3)Solução de acetato de chumbo a 1% produz um ppt. amarelo de iodeto de chumbo.

Reação : .........................................................................................

4)Colocar ponta de espátula de KI em tubo seco e adicionar gotas de hipoclorito. Libera-se iodo que cora de amarelo alaranjado a solução; adicionar 2mL de CHCl3 e agitar, dissolve-se o iodo formando uma solução violeta (rósea se tiver pouco iodo) abaixo da camada aquosa.

Reação : .........................................................................................

5)Solução de nitrito de sódio a 0,5% libera iodo quando se agrega este reativo a uma solução de iodeto acidificada com ácido acético ou sulfúrico diluídos (diferença com o brometo e cloreto). Adicionar 1mL de KI 0,2M com 1mL de NaNO2 0,5% e 2 gotas de ácido sulfúrico concentrado. O iodo pode-se reconhecer pela cor violeta em clorofórmio de carbono.

Reações dos nitratos : NO3 –

Todos os nitratos são solúveis em água.

Emprega-se o nitrato de sódio , NaNO3 .



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Análise Química

Realizar na capela! Vapores tóxicos.1)Adicionar ponta de espátula de nitrato de sódio, em tubo seco, com 1mL ácido sulfúrico concentrado. Formam-se vapores pardo avermelhados de dióxido de nitrogênio, acompanhados por vapores de ácido nítrico. O H2SO4 diluído não tem ação (diferença com o nitrito).

Reação : .........................................................................................

2)Solução de sulfato ferroso e ácido sulfúrico concentrado. Esta reação se pode efetuar de duas maneiras:

a)Coloca-se um cristal de sulfato ferroso do tamanho da cabeça de um alfinete sobre uma placa de toque. Agrega-se 1 gota de solução em análise e espera-se dissolver o cristal colocado anteriormente. Colocar 1 gota de ácido sulfúrico concentrado de modo que esteja em contato com a anterior. Forma-se um anel pardo ao redor do sulfato ferroso. O anel pardo é devido a formação do composto Fe(NO)SO4 . Agitando e aquecendo a mistura, desaparece a cor parda ; desprende-se óxido nítrico e fica uma solução de sulfato férrico. Nesta reação interferem os brometos e iodetos.

Realizar na capela! Vapores tóxicos.3)Ácido sulfúrico concentrado e raspas brilhantes de cobre. Aquecendo estes reativos com o hidrato sólido, desprendem-se vapores pardo avermelhados e a solução adquire inicialmente coloração verde. Após algum tempo adquire cor azul devido a formação de nitrato cúprico.

Reações dos cloratos: ClO3 –

Todos os cloratos são solúveis em água.

Emprega-se o clorato de potássio , KClO3 .

1)Ácido sulfúrico concentrado. Todos os cloratos se decompõem com formação de gás amarelo esverdeado de dióxido de cloro, ClO2 , que se dissolve em ácido sulfúrico, dando uma solução amarelo alaranjada. Para efetuar esta reação trata-se a frio um ou dois pequenos cristais de clorato de potássio (não devem pesar mais que 100mg) com ácido sulfúrico concentrado ; pode-se observar, agitando a solução , o dióxido de cloro amarelo EXPLOSIVO. Não se deve aquecer o tubo de ensaio e a boca do mesmo deve estar voltada para um local onde não há ninguém .

Reação : .........................................................................................

2)Solução de nitrito de sódio . Aquecendo este reativo com a solução de clorato, este último se reduz a cloreto, que se reconhece agregando solução de nitrato de prata depois de acidificar com ácido nítrico diluído.

Colocar 1mL de clorato de potássio com 1mL de nitrito de sódio. Adicionar 1mL de ácido nítrico diluído e 1mL de nitrato de prata. Se houver ppt. branco indica que houve redução do clorato.

Reação : .........................................................................................

3)Solução de sulfato ferroso reduz a cloreto fervendo em presença de ácido inorgânico diluído (diferença com o perclorato).

Colocar 1mL de clorato de potássio com 1mL de sulfato ferroso. Adicionar 1mL de ácido nítrico diluído e aquecer até próximo à fervura. Após, adicionar 1mL de nitrato de prata. Se houver ppt. branco indica que houve redução do clorato.

Reação : .........................................................................................



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Análise Química

Reações dos bromatos: BrO3 –

A maioria dos bromatos são solúveis na água, exceto os bromatos de prata, bário e chumbo que são pouco solúveis. Emprega-se bromato de potássio, KBrO3 .

Realizar na capela! Vapores tóxicos.1)Ácido sulfúrico concentrado . Agrega-se 2 mL de ácido a 0,5g de bromato sólido ; desprende-se bromo e oxigênio a frio , como conseqüência da decomposição do ácido brômico liberado.

2)Solução de nitrato de prata a 0,5% com soluções concentradas de bromato, produz um ppt. branco , cristalino, de bromato de prata. Colocar 1mL solução do bromato com 1mL de nitrato de prata 0,5%.

Reação : .........................................................................................

3)Ação do calor. Aquecendo bromato de potássio desprende oxigênio e permanece brometo. Os bromatos de cobalto , zinco e outro metais desprendem oxigênio, bromo e deixam um óxido.Colocar ponta de espátula de bromato em tubo de ensaio seco e aquecer durante alguns minutos. Esperar resfriar e adicionar 1mL de nitrato de prata 0,5%. Se houver ppt branco indica que houve redução à brometo.

5)Reação com sulfato manganoso. Tratando-se uma solução de bromato com uma pequena quantidade de uma mistura (1 + 1) de solução saturada de sulfato manganoso e ácido sulfúrico 2N, produz-se uma coloração vermelha. Concentrando a solução, separa-se dióxido de manganês hidratado, pardo (diferença com cloratos e iodatos , que não dão coloração nem ppt).

Reações dos iodatos: IO3 –

Os iodatos dos metais alcalinos são solúveis em água ; os demais, são escassamente solúveis.

Emprega-se iodato de potássio , KIO3 .

1)Solução de nitrato de prata a 0,5% produz-se um ppt. branco, caseoso, de iodeto de prata, solúvel em hidróxido de amônio.

Reação : .........................................................................................

3)Solução de cloreto de bário produz um ppt. branco de iodeto de bário (diferença com o clorato).

Reação : .........................................................................................

4)Solução de cloreto mercúrico a 1% obtém-se um ppt. branco de iodeto mercúrico ( diferença com clorato e bromato ).

Reação : .........................................................................................

6)Ação do calor. Os iodatos alcalinos sólidos se decompõem em oxigênio e iodeto . A maioria dos iodatos dos metais bivalentes produzem iodo e oxigênio e deixam um resíduo de óxido .

Reação : .........................................................................................



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Filtrar o resíduo de mercúrio.

Análise Química

Trata-se uma tira de papel de amido sucessivamente com 1 gota de solução de tiocianato de potássio a 5% e 1 gota de solução ácida em análise. Obtém-se uma mancha azul.

Reações do íon ferrocianeto: Fe(CN)6 -4

Os ferrocianeto dos metais alcalinos e alcalinos-terrosos são solúveis em água; os demais metais são insolúveis.

Emprega-se ferrocianeto de potássio , K4Fe(CN)6 .

1)Solução de nitrato de prata, forma-se um ppt. branco (amarelo às vezes) de ferrocianeto de prata, insolúvel em solução de hidróxido de amônio ( diferença com o ferricianeto ) .

Reação : .........................................................................................

3)Solução de cloreto férrico a 1% com soluções neutras e ácidas obtém-se um ppt. de azul da Prússia de ferrocianeto férrico .

Reação : .........................................................................................

4)Solução de sulfato ferroso a 1% produz um ppt. branco de ferrocianeto ferroso que rapidamente se torna azul, devido à oxidação.

Reação : .........................................................................................



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Análise Química

ANEXO 1- zona de transição de pH de alguns indicadores ácido-base:

Indicador zona de transição a 18ºC zona de transição a 100ºC

azul de timol 1,2 - 2,8 1,2 - 2,6tropeolina 00 1,3 - 3,2 0,8 - 2,2

amarelo de metila 2,9 - 4,0 2,3 - 3,5alaranjado de metila 3,1 - 4,4 2,5 - 3,7azul de bromofenol 3,0 - 4,6 3,0 - 4,5

verde de bromocresol 4,0 - 5,6 4,0 - 5,6vermelho de metila 4,4 - 6,2 4,0 - 6,0

p-nitrofenol 5,0 - 7,0 5,0 - 6,0púrpura de bromocresol 5,2 - 6,8 5,4 - 6,8

azul de bromotimol 6,0 - 7,6 6,2 - 7,8vermelho de fenol 6,4 - 8,0 6,6 - 8,2vermelho de cresol 7,2 - 8,8 7,6 - 8,8

azul de timol 8,0 - 9,6 8,2 - 9,4fenolftaleína 8,0 - 10,0 8,0 - 9,2timolftaleína 9,4 - 10,6 8,6 - 9,6

nitramina 11,0 - 13,0 9,0 - 10,5



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Análise Química

Bibliografia:

- VOGEL, A. I., Química analítica qualitativa. 5. ed, São Paulo: Editora Mestre Jou, 1981- MORITA, T.; Assumpção, R. M. V. Manual de soluções, reagentes & solventes. 2. ed, são

paulo: Edgard Blücher LTDA.,1972.- BERAN, J.A., “Laboratory Manual For Principles of General Chemistry”, 5a ed., John Wiley

& Sons, New York, 1994.- ROBERTS, JR, J.L., Hollemberg, J.L. and Postma, J.M. “General Chemistry in the

Laboratory”, 3a Ed. W.H. Freeman and Conpany, New York, 1991.- SILVA, R.R., Bocchi, N. and Rocha Filho, R.C., “Introdução à Química Experimental”,

Mcgraw-Hill, São Paulo, 1990.- COSTA, M.H. & Honda, N.K., “Apostila de Química Geral – Atividades de Laboratório”,

Depto Química / UFMS, 2000.



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polígrafo aulas práticas - módulo i 2005 revisado

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