CENTRO UNIVERSITÁRIO PADRE ANCHIETA

Tecnólogo Em Controle De Processos Químicos

ENSAIOS ESPECÍFICOS PARA A IDENTIFICAÇÃO DE ÂNIONS

JUNDIAÍ – 2º SEMESTRE 2006

Centro Universitário Padre Anchieta

TECNÓLOGO EM CONTROLE DE PROCESSOS QUÍMICOS

ENSAIOS ESPECÍFICOS PARA A IDENTIFICAÇÃO DE ÂNIONS

INTEGRANTE R.A.0613702

Jundiaí – 1º Semestre 2006

Trabalho realizado à disciplina de Química Analítica Qualitativa, elaborado pela aluna do 2º semestre do curso Tecnológico em Controle de Processos Químicos do Centro Universitário Padre Anchieta, Sob orientação da Profª Nilva

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO.........................................................................................................1

1.1 ÍONS SULFATO (SO4-2).......................................................................................1

1.2 IONS NITRATO (NO3-)........................................................................................1

1.3 ÍONS NITRITO (NO2-)..........................................................................................1

1.4 ÍONS FOSFATO (PO43-).......................................................................................2

1.5 ÍONS ACETATO (AC-)..........................................................................................2

1.6 ÍONS CARBONATO (CO32-)...............................................................................2

1.7 ÍONS BORATO (BO33-)........................................................................................3

2. EXPERIMENTAL....................................................................................................3

2.1 REAÇÕES PARA ÍONS SULFATO (SO4-2)......................................................4

2.2 REAÇÕES PARA ÍONS NITRATO (NO3-)........................................................4

2.3 REAÇÕES PARA ÍONS NITRITO (NO2-).........................................................5

2.4 REAÇÕES COM ÍONS FOSFATO (PO43-)........................................................5

2.5 REAÇÕES PARA ÍONS ACETATO (AC-).........................................................5

2.6 REAÇÕES PARA ÍONS CARBONATO (CO32-)...............................................6

2.7 REAÇÕES PARA ÍONS BORATO (BO33-)........................................................6

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO .............................................................................7

3.1 REAÇÕES PARA ÍONS SULFATO (SO4-2)......................................................7

........................................................................................................................................7

3.2 REAÇÕES PARA ÍONS NITRATO (NO3-)........................................................7

3.3 REAÇÕES PARA ÍONS NITRITO (NO2-).........................................................7

3.4 REAÇÕES COM ÍONS FOSFATO (PO43-)........................................................8

3.5 REAÇÕES PARA ÍONS ACETATO (AC-).........................................................8

3.6 REAÇÕES PARA ÍONS CARBONATO (CO32-)...............................................9

3.7 REAÇÕES PARA ÍONS BORATO (BO33-)........................................................9

4. CONCLUSÃO.........................................................................................................10

6. BIBLIOGRAFIA.....................................................................................................11

1. INTRODUÇÃO

O relatório refere-se às experiências para a identificação de ânions em íons Sulfato

(SO4-2), íons Nitrato (NO3

-), íons Nitrito (NO2-), íons Fosfato (PO4

3-), íons Acetato (Ac-), íons

Carbonato (CO32-), íons Borato (BO3

3-), realizando reações com H2SO4, sulfato ferroso, etanol,

entre outros.

Os ânions são os íons com carga elétrica negativa, como o hidróxido ou

hidroxila (OH-) e o cloreto (Cl-).

1.1 ÍONS SULFATO (SO4-2).

Sulfato segundo a IUPAC é o íon SO42- , consistindo de um átomo central de enxofre

ligado por ligações covalentes a quatro átomos de oxigênio. O ânion sulfato apresenta estado

de oxidação 2-.

O ânion sulfato forma produtos químicos iônicos solúveis em água, exceto CaSO4,

SrSO4, e BaSO4. O ácido do íon sulfato é H2SO4, chamado de ácido sulfúrico. Os sulfatos,

também conhecidos como óxidos sulfúricos, são importantes na indústria química e sistemas

biológicos.

Os sulfatos ocorrem como partículas microscópicas resultantes da combustão de

combustíveis fósseis e biomassas. Produzem a acidez da atmosfera e produzem a chuva ácida.

1.2 IONS NITRATO (NO3-).

Nitrato é um sal em que um dos íons é o íon nitrato, composto de um átomo de

nitrogênio e de três átomos de oxigênio, com carga menos um. Também utilizado na salgação.

1.3 ÍONS NITRITO (NO2-).

Nitritos são composições químicas liberadas por alguns tipos de bactérias, sal ou éster

do ácido nitroso (HNO2) ou ânion dele derivado. Em conjunto com os nitratos, os nitritos são

também utilizados para conservar a carne, mantendo a cor e inibindo o crescimento de

microrganismos, no entanto os nitritos podem formar nitrosaminas que são cancerigenas.

1

1.4 ÍONS FOSFATO (PO43-).

Na química, um fosfato é um íon poliatômico ou um radical consistindo de um átomo

de fósforo e quatro de oxigênio. Na forma iônica, tem a carga formal de -3, sendo denotado

como PO43-.

O fosfato pode ser utilizado como agente de redução de dureza da água em

detergentes. Esse uso é restrito devido à possibilidade de poluição de rios e mananciais.

Em termos ecológicos, o fosfato é muitas vezes o reagente limitante de muitos

ambientes: a disponibilidade de fosfato governa a taxa de crescimento de muitos organismos.

A introdução artificial de fosfato nestes ambientes pode causar um desequilíbrio ecológico,

resultando na superpopulação de alguns organismos, os quais consomem também outros

nutientes e elementos essenciais. Desta forma organismos que não são diretamente

favorecidos pela maior disponibilidade de fosfato sofrerão uma drástica redução em sua

população, devido à falta de nutrientes e elementos essenciais.

1.5 ÍONS ACETATO (AC-).

Acetato ou etanoato é um anion de um sal orgânico ou éster do ácido acético.

Em química orgânica, o "íon acetato" tem a fórmula CH3COO- -, e é a base conjugada do ácido acético.

Os acetatos podem ser encontrados em muitos produtos.

Historicamente, antes da da descoberta do actínio, a abreviatura do íon acetato era

"Ac". Por exemplo, a fórmula do acetado de sódio era formulado como "NaAc". Para evitar

esta confusão prefere-se formular o acetato de sódio como "CH3COONa" ou "NaC2H3O2".

1.6 ÍONS CARBONATO (CO32-).

Os carbonatos são sais inorgânicos ou seus respectivos minerais que apresentam na

sua composição química o íon carbonato CO3- 2.

Uma solução aquosa de dióxido de carbono contém uma quantidade mínima de

H2CO3, chamado ácido carbônico , que se dissocia formando íons hidrogênio ( H+ ) e ions

carbonatos. O ácido carbônico seria um ácido relativamente forte se existisse na forma pura,

porém o equilíbrio favorece o dióxido de carbono e, sob tais condições, são soluções

razoavelmente fracas. Nos sistemas biológicos a enzima “anidrase carbônica” catalisa a

conversão entre o dióxido de carbono e os íons carbonatos.

2

O termo carbonato é usado para referir-se a sais e a minerais que contém o ion. O mais

comum é o calcário , ou carbonato de cálcio. O processo de remoção destes sais é

denominado calcinação.

Os carbonatos são materiais comuns na Terra. Além dela, foi detectado na “cratera

Gusev” em Marte pela Spirit em 9 de janeiro de 2004.

1.7 ÍONS BORATO (BO33-).

Borato ( derivado do latim borax-ácis, que significa sal natural ) é o nome dado a

todos os sais oxigenados que contem o boro e o oxigênio na composição química do ânion do

sal.

2. EXPERIMENTAL

MATERIAIS:

Tubos de ensaio

Bagueta ou bastão de vidro

Pisseta

Estante para tubos de ensaio

Espátula

Bico de Bunsen

PRODUTOS/REAGENTES

Sulfato de sódio (Na2SO4)

Àcido clorídrico (HCl)

Nitrato de sódio (NaNO3)

Ácido Sulfúrico concentrado (H2SO4)

Ácido Sulfúrico (H2SO4) 2 mol/L

Sulfato ferroso (Fe2SO4)

3

Nitrito de sódio (NaNO2)

Fosfato de sódio (Na2HPO4)

Nitrato de prata (AgNO3)

Molibdato de amônio

Acetato de sódio (NaAc)

Etanol

Carbonato de sódio (Na2CO3)

Tetraborato de sódio (Na2B4O7)

Ácido bórico (H3BO3)

2.1 Reações para íons Sulfato (SO4-2).

Colocou-se em um tubo de ensaio 6 gotas de uma solução de sulfato de sódio

(Na2SO4) 0,2 mol/L e adicionado 3 gotas de ácido clorídrico (HCl) 6 mol/L com mais 2 gotas

de cloreto de bário (BaCl2) 0,2 mol/L e em seguida a solução foi agitada, na qual ocorreu a

formação de um precipitado branco de sulfato de bário (BaSO4).

2.2 Reações para íons Nitrato (NO3-).

Reação com H2SO4 concentrado:

Colocou-se em um tubo de ensaio uma amostra sólida de nitrato de sódio (NaNO3)

com 3 gotas de ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado e em seguida a solução foi aquecida,

ocorrendo a formação de um gás marrom.

Reação com sulfato ferroso (Fe2SO4).

Colocou-se em um tubo de ensaio 6 gotas de uma solução de nitrato de sódio (NaNO3) 0,2

mol/L e adicionou-se 3 gotas de ácido sulfúrico (H2SO4) 2 mol/L com mais 6 gotas de sulfato

ferroso (Fe2SO4) 0,2 mol/L. Em seguida, o tubo foi inclinado cerca de 45º e com muito

cuidado para que a solução não se misture foi deixado escorrer pelas paredes do tubo 8 gotas

de H2SO4 concentrado. Houve a formação de um anel marrom que se formou na interface das

duas soluções.

4

2.3 Reações para íons Nitrito (NO2-).

Reação com H2SO4 diluído:

Colocou-se em um tubo de ensaio, uma ponta de espátula de nitrito de sódio (NaNO2)

sólido e adicionou-se 3 gotas de ácido sulfúrico (H2SO4) 2 mol/L. Após a adição do ácido

a solução aqueceu, liberando um gás marrom, formado pela decomposição de HNO2.

Reação sulfato ferroso (Fe2SO4).

Colocou-se em um tubo de ensaio 6 gotas de uma solução de nitrito de sódio (NaNO2),

adicionou-se 3 gotas de ácido sulfúrico (H2SO4) 2 mol/L e mais 6 gotas de sulfato ferroso

(Fe2SO4) 0,2 mol/L. A solução ficou com uma coloração verde-garrafa.

2.4 Reações com íons Fosfato (PO43-).

Reação com íons prata (Ag+):

Colocou-se em um tubo de ensaio 3 gotas de uma solução de fosfato de sódio

(Na2HPO4) 0,2 mol/L com algumas gotas de uma solução de nitrato de prata (AgNO3) 0,2

mol/L. Ocorreu a formação de um precipitado de cor amarelo forte de Ag3PO4.

Reação com molibdato de amônio:

Colocou-se em um tubo de ensaio 5 gota de uma solução de fosfato de sódio

(Na2HPO4) 0,2 mol/L com 3 gotas de ácido clorídrico (HCl) 6 mol/L e em seguida

adicionou-se 8 gotas de uma solução de molibdato de amônio. A solução foi aquecida em

banho-maria por aproximadamente 2 minutos e em seguida deixado em repouso por 5

minutos, havendo o aparecimento de um precipitado amarelo.

2.5 Reações para íons Acetato (Ac-).

Reação com H2SO4 concentrado:

Colocou-se uma ponta de espátula de acetato de sódio (NaAc) sólido a adicionou-se 4

gotas de ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado. O tubo foi aquecido em banho-maria, no qual

houve o desprendimento de um vapor com odor de vinagre.

Reação com etanol em meio sulfúrico:

5

Colocou-se em um tubo de ensaio uma ponta de espátula de acetato de sódio (NaAc)

sólido e adicionou-se 4 gotas de etanol com mais 4 gotas de ácido sulfúrico (H2SO4)

concentrado. A solução foi aquecida em banho-maria por aproximadamente 2 minutos e meio,

no qual houve o desprendimento de um vapor com odor de frutas, devido ao acetato etila que

se desprende.

2.6 Reações para íons Carbonato (CO32-).

Colocou-se em um tubo de ensaio, uma ponta de espátula de carbonato de sódio

(Na2CO3) sólido e adicionou-se 5 gotas de ácido clorídrico (HCl) 0,2 mol/L. Em seguida foi

colocado um bastão de vidro dentro de uma solução de hidróxido de bário Ba(OH)2 0,2 mol/L

até ficar com uma gota pendente e aproximou-o, sem encostar, na boca do tubo de ensaio, na

qual houve a formação de uma película branca de BaCO3 na gota.

2.7 Reações para íons Borato (BO33-).

Colocou-se em um tubo de ensaio uma ponta de espátula de tetraborato de sódio

(Na2B4O7), ácido bórico (H3BO3) sólido e adicionou-se 10 gotas de etanol com mais 4 gotas

de ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado. A solução foi levada à capela e aquecida no bico de

bunsen até a mistura ferver. Em seguida, a boca do tubo foi levada próximo ao fogo, no qual

os vapores se inflamaram produzindo uma chama na cor verde, indicando a presença de

borato.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 Reações para íons Sulfato (SO4-2).

Após a adição de ácido clorídrico (HCl) 6 mol/L e cloreto de bário (BaCl2) 0,2 mol/L,

houve a formação de um precipitado branco de sulfato de bário (BaSO4). Isso ocorreu porque

o íon sulfato é o único que se precipita em soluções fortemente ácidas.

6

3.2 Reações para íons Nitrato (NO3-).

Reação com H2SO4 concentrado:

Após o aquecimento do nitrato de sódio (NaNO3) o ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado,

ocorreu a formação de ácido nítrico (HNO3), que se decompôs produzindo um gás marrom

(NO2).

Reação com sulfato ferroso (Fe2SO4).

Essa reação é baseada na redução dos íons nitrato pelo sal ferroso produzindo óxido

nítrico (NO). O NO na presença de sal ferroso, forma um complexo instável de cor marrom.

Após a adição de H2SO4 concentrado na solução, houve a formação de um anel marrom

que se formou na interface das duas soluções, devido à formação do complexo de

ferronitrosilo, Fe(NO)2+.

3.3 Reações para íons Nitrito (NO2-).

Reação com H2SO4 diluído:

Após a adição do ácido sulfúrico, a solução aqueceu, ocorrendo o desprendimento de

NO2 (gás marrom), formado pela decomposição de HNO2.

Ao contrário do ácido nítrico, o ácido nitroso é fraco, por isso o ácido sulfúrico mesmo

diluído pode decompor nitritos sólidos produzindo um gás marrom.

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Reação sulfato ferroso (Fe2SO4).

Após a adição de ácido sulfúrico (H2SO4) 2 mol/L e sulfato ferroso (Fe2SO4) 0,2 mol/L

com o nitrito de sódio (NaNO2), a solução ficou com uma coloração verde-garrafa.

3.4 Reações com íons Fosfato (PO43-).

Reação com íons prata (Ag+):

Após a adição de nitrato de prata (AgNO3) 0,2 mol/Lna solução de fosfato de sódio,

ocorreu a formação de um precipitado de cor amarelo forte de Ag3PO4.

Como é uma solução que contém íons fosfato com íons prata, precipita-se o Ag3PO4 de

cor amarela, que escurece sob a ação da luz. Esse precipitado é solúvel em meio nítrico e

em meio de NH4OH concentrado.

Reação com molibdato de amônio:

Após o aquecimento e resfriamento da solução da solução de fosfato de sódio

(Na2HPO4) 0,2 mol/L com ácido clorídrico (HCl) 6 mol/L e solução de molibdato de

amônio, houve o aparecimento de um precipitado amarelo.

3.5 Reações para íons Acetato (Ac-).

Reação com H2SO4 concentrado:

Após o aquecimento em banho-maria do acetato de sódio (NaAc) sólido com o ácido

sulfúrico (H2SO4) concentrado, houve o desprendimento de um vapor com odor de vinagre.

Quando sais contendo íons acetato são tratados com ácido sulfúrico concentrado há o

desprendimento de ácido acético, caracterizado pelo odor característica de vinagre.

Reação com etanol em meio sulfúrico:

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Após o aquecimento do acetato de sódio (NaAc) sólido com etanol e o ácido sulfúrico

(H2SO4) concentrado, no qual houve o desprendimento de um vapor com odor de frutas,

devido ao acetato etila que se desprende.

Quando íons acetato são tratados com etanol, na presença de ácido sulfúrico

concentrado, há a formação de acetato de etila, que pode ser reconhecido pelo odor de frutas.

3.6 Reações para íons Carbonato (CO32-).

Após ter colocado o bastão de vidro com uma gota pendente de hidróxido de bário

Ba(OH)2 0,2 mol/L, na boca de um tubo com uma solução de carbonato de sódio (Na2CO3) e

ácido clorídrico (HCl) 0,2 mol/L, houve a formação de uma película branca de BaCO3 na gota.

Este experimento se baseia na reação do gás carbônico formado com uma solução de

hidróxido de bário Ba(OH)2, com formação de carbonato de bário, BaCO3.

3.7 Reações para íons Borato (BO33-).

Após a fervura da solução de tetraborato de sódio (Na2B4O7), ácido bórico (H3BO3)

sólido, etanol e ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado, a boca do tubo foi levada próximo ao

fogo, no qual os vapores se inflamaram produzindo uma chama na cor verde, porque quando o

éster de etila queima, produz a chama verde, característica do elemento boro.

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4. CONCLUSÃO

Foram analisados as reações com íons sulfato, nitrato, nitrito, fosfato, acetato,

carbonato e borato. Estas experiências ocorreram bem, sem nenhum problema e obtidos os

resultados pretendidos.

Foi preciso muito cuidado e atenção na hora de analisar nos íons nitrato, pois se for

feito com pressa, não sairá um resultado satisfatório, pois a solução se misturará não havendo

a formação do anel marrom, sendo necessário refazer o experimento.

Para terminar, o trabalho cumpriu um objetivo que é a familiarização por parte dos

alunos com o tipo de procedimentos experimentais envolvidos nos tipos de reações, dando

uma idéia da sua importância e utilidade.

6. BIBLIOGRAFIA

SITE:

http://www.rossetti.eti.br/dicuser/detalhe.asp?vini=14&vfim=14&vcodigo=1684

http://pt.wikipedia.org/wiki/Nitrito

http://pt.wikipedia.org/wiki/Fosfato

http://pt.wikipedia.org/wiki/Acetato

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http://pt.wikipedia.org/wiki/Carbonato

http://pt.wikipedia.org/wiki/Borato

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