E S T A D O D E G O I Á SUniversidade Estadual de Goiás

Unidade Universitária de Ciências Exatas e TecnológicasQuímica Analítica Experimental I

Prof. Adriana dos Santos

Aula no 11

Ânions do grupo II – Grupo Bário/Cálcio

Acadêmicos:Aline Dourado

Jeverson SoaresJosé Antonio

Leonida LopesMiriã

Thiago Santiago

Anápolis, 11 de Setembro de 2013

1. Introdução

Os ânions do grupo II (Bário/ Cálcio), formam compostos pouco solúveis na

presença de compostos de bário e cálcio em meio amoniacal. Suas reações de

íons: C2O42-, CrO4

2-/Cr2O72-, PO4

3-, SO42- e BO2.

Os ânions arseniatos, metaarsenitos e fluoretos também fazem parte desse

grupo, porém não são analisados por serem tóxicos.

De todos os sulfatos o de bário é o único que não se dissolve na presença

de ácidos fortes. O cromato de bário é amarelo e se dissolve em ácidos fortes

para produzir o dicromato que é laranja.

Identificação do Oxalato: C2O42-.

O ácido oxálico é um ácido diprótico, moderadamente forte. Ele e seus sais

são tóxicos.

O ânion oxalato procedente da segunda dissociação do ácido etanodióico é

incolor e pouco básico. É um composto orgânico muito estudado na inorgânica

pois é encontrado frequentemente entre os íons inorgânicos .

O ácido oxálico, os oxalatos alcalinos e os oxalatos de magnésio e crômio

são solúveis em água; os demais são insolúveis ou pouco solúveis, com

exceção dos de lantanídeos.

Reagente específico: reação com o permanganato.

O ácido oxálico reduz o permanganato diluído descolorindo a solução. A

reação ocorre em meio de ácido sulfúrico diluído e com aquecimento.

Se houver algum precipitado nesta etapa este é de sulfato de bário e deverá

ser descartado.

A reação é muito sensível porém muito pouco seletiva. Todos os ânions

redutores atuam do mesmo modo. No entanto, essa reação torna-se mais

específica executando uma prévia separação do oxalato pela precipitação com

íons de cálcio em meio de ácido acético.

O oxalato é o único ânion redutor que precipitará nestas condições, junto

com ele poderão estar os ânions F-, PO43- E SO4

2-, sendo que nenhum reduz o

permaganato.

Identificação do CrO42-/Cr2O7

2-

Os compostos mais importantes de crômio são os cromatos e dicromatos,

todos coloridos. Os cromatos mais solúveis são todos solúveis em ácidos fortes

ou moderadamente fortes. Os dicromatos são solúveis, sendo o dicromato de

potássio o composto mais importante do crômio. Alguns compostos de crômio

são tóxicos. O íon dicromato é um agente oxidante para alcoóis, cetonas,

ácidos carboxílicos, e converte o íon brometo a bromo e o sulfeto de hidrogênio

à sulfato.

Reagente específico: peróxido de hidrogênio em meio ácido.

o crômio vi reage com a h2o2, originando o pentóxido de cromio, de cor azul

intensa, extraível em éter ou em álcool amílico.

inicialmente o cromato é convertido em dicromato.

o crômio IV reage com o reativo específico, formando o peróxido de crômio.

Identificação do PO43-

O Ânion fosfato é resultante da terceira ionização do H3PO4, um ácido

triprótico moderadamente forte, O ácido ortofosfórico se dissocia em três

etapas, e apresenta várias espécies dependendo da acidez. O H3PO4 em ph

abaixo de 2; O H2PO- entre 2 e 7; O HPO2- entre ph 7 e 12; E a espécie PO43-

acima de 12. O PO43- é incolor e de caráter muito básico. O H3PO4 é um sólido

cristalino, porém se encontra em concentrações concentradas com aspecto

liquido xaporoso. Ele sofre dissociação.

O H3PO4 é um ácido relativamente forte, o H2PO- se comporta como fraco. O

HPO2- se comporta como base fraca e o PO43- é base muito forte. Os

precipitados mais estáveis quase sempre originam o PO43- . O H3PO4 é oxidante

fraco.

Os ortofosfatos alcalinos são solúveis em água com exceção do lítio e os

ortofosfatos primários de alcalinos terrosos. Todos os demais fosfatos são

insolúveis, porém solúveis em ácidos minerais diluídos, com exceção dos de

zircônio e titânio.

Reagente específico: Reação com o molibdato de amônio em ácido

nítrico.

Origina um precipitado amarelo, cristalino pouco volumoso de fosfomolibdato

de amônio.

Em solução diluídas de fosfato é necessário aquecer suavemente em banho-

maria para conseguir uma boa precipitação. O ferrocianeto forma um

precipitado pardo de Fe(CN)6(MoO2)2.2H20, que dissolve muito lentamente à

quente. Os iodetos dão um precipitado verde escuro ou uma solução na

mesma cor, que lentamente origina o precipitado. Elimina-se este precipitado

por precipitação com a prata. A adição de nitrato de amônio sólido, acelera e

favorece a precipitação . O precipitado se dissolve em hidróxido e em amônio,

portanto, a reação deve-se desenvolver em meio ácido.

Identificação do Sulfato: SO42-:

O ânion sulfato é incolor, neutro e é originado do ácido sulfúrico. Os mais

importantes precipitados que formam sulfatos são os de chumbo e os alcalinos

terrosos. Em soluções concentradas do cátion, também podem precipitar os

sulfatos de prata e mercúrio II, porém estes sulfatos são praticamente solúveis

em diluição. O PbSO4, a valores de ph próximos a 10, se transforma em

hidróxido, mais estáveis neste meio, que posteriormente se dissolve pela

formação de plumbito.

Todos os sulfatos aumentam ligeiramente sua solubilidade em meios muito

ácidos, devido a protonação e liberam o íon SO42-.

Os sulfatos insolúveis de cálcio, prata e mercúrio II, podem ser solubilizados

pela reação de protonização. A desagregação por fusão com o Na2CO3 é um

método efetivo para solubilizar sulfatos.

Reagente específico: Reação com íon bário.

Origina um precipitado branco de BaSO4, insolúvel em ácidos minerais,

inclusive com aquecimento até a ebulição.

2. Objetivo

 Identificar e determinar a presença dos ânions do grupo II –

Bário/Cálcio, através das várias reações de características de cada ânion e

dentro da solubilidade de seus respectivos sais.

3. Procedimentos Experimentais

Oxalato:

Transferir 10 gotas da solução preparada para análise de ânions.

Neutralizar com ácido acético 3,0 mol/L, contando as gotas do ácido

adicionadas e monitorando o pH utilizando papel indicador de pH. A

seguir, adicionar a solução acima, o mesmo número de gostas de ácido

em excesso.

Obs.: este procedimento só pode ser considerado, se a amostra for

tratada com Na2CO3.

Aquecer em banho-maria fervente para expelir o CO2, proveniente do

carbonato. Esfriar e adicionar 3 a 4 gotas de nitrato de cálcio 0,1 mol/L.

Um precipitado branco formado imediatamente, indica a presença de

oxalato.

Obs. Uma característica importante na identificação deste precipitado

(oxalato de cálcio), é a insolubilidade em soluções neutras e em ácido

acético diluído, mas solúveis em soluções fortemente ácidas.

Centrifugar e lavar o precipitado com duas porções de 1 mL de água

destilada e algumas gotas de ácido nítrico 3,0 mol/L. Adicionar 1 mL de

água e aquecer a solução em banho-maria mantendo a temperatura de

60 a 70ºC. Em seguida, adicionar permanganato de potássio 0,02 mol/L,

gota a gota.

Obs.:a redução do íon permanganato é catalisada pelo íon manganês

formado no processo.

A descoloração da primeira gota da solução de permanganato pelo

oxalato, pode demorar a ocorrer, até que se forme suficiente quantidade

de catalisador. A reação com as gotas subsequentes é instantânea. O

desaparecimento da coloração rósea, após as primeiras gotas,

acompanhado da formação de gás carbônico, confirma a presença do

ânion oxalato.

Fosfato

Transferir 10 gotas da solução preparada para análise de ânions.

Acidificar com ácido nítrico concentrado, adicionar 2 gotas em excesso e

aquecer até fervura.

Obs.: adicionar ácido nítrico e aquecer, pois caso os íons tiossulfato e

sulfeto, etc, estiverem presentes, serão oxidados evitando a interferência

na determinação deste íon.

Esfriar e adicionar de 5 a 10 gotas do reagente específico de moliblato de

amônia, em ácido nítrico. Aquecer não mais do que 40ºC para apressar a

precipitação.

Um precipitado amarelo, brilhante de molibdofosfato de amônio, indica a

presença de fosfato.

Obs.: O ortoarseniato produz um precipitado semelhante. A interferência

deste ânion é reduzida ao mínimo se a temperatura não exceder a 40ºC.

Cromato e dicromato

1- Reação com acetato de bário:

A presença deste ânion já é indicada pela cor amarela da solução

preparada para análise.

Transferir 10 gotas da solução preparada para analise de ânions.

Acidificar com ácido acético 3,0 mol/L e aquecer até a fervura.

Obs.: a fervura elimina o gás carbônico, caso a amostra tenha sido

preparada com carbonato e pode decompor ânions precipitáveis.

Esfriar e adicionar algumas gotas de acetato de bário 1,0 mol/L. Um

precipitado amarelo confirma a presença do íon cromato na amostra.

Obs.: o íons cromato forma precipitado com sais de bário, podendo desta

forma ser separado de espécies redutoras como iodeto, o qual poderia

interferir neste ensaio.

Centrifugar e lavar o precipitado com 1,0 mL de água destilada. Dissolver

o precipitado com ácido nítrico 3,0 mol/L e adicionar 1,0 mL de água.

Aquecer em banho-maria fervente até dissolver o precipitado.

Obs.: Se houver algum precipitado nesta etapa, este é de sulfato de bário

e deverá ser descartado.

Esfriar e adicionar 0,5 mL de álcool amílico e mais duas gotas de água

oxigenada 20 volumes recentemente preparada, e agitar.

Uma coloração azul na fase aquosa, confirma a presença de crômio IV.

2 – Reação com chumbo:

Transferir 10 gotas da solução preparada para análise de ânions.

Adicionar 3 gotas de nitrato de chumbo 5%. O aparecimento de um

precipitado amarelo, de cromato de chumbo, confirma a presença do íon

cromato na amostra.

Sulfato

Transferir 10 gotas da solução preparada para análise de ânions.

Acidificar com ácido clorídrico 3,0 mol/L em excesso e , em seguida, mais

3 gotas de cloreto de bário a 5%.

O aparecimento de um precipitado branco, insolúvel em ácido, indica a

presença do ânion sulfato.

Obs.: outros sais de bário não precipitam em meio fortemente ácido.

4. Resultados e Discussão

Oxalato

Transferiu-se 10 gotas da solução preparada para análise de ânions.

Neutralizou-se com ácido acético 3,0 mol/L, utilizou-se 10 gotas do ácido

até que através do papel indicador de pH observou-se a neutralização. A

seguir, adicionou-se a solução acima, 10 gotas.

Amostra foi tratada com Na2CO3.

Aqueceu-se em banho-maria fervente até que expeliu-se todo o CO2,

proveniente do carbonato. Esfriou-se e adicionou-se 4 gotas de nitrato de

cálcio 0,1 mol/L.

Um precipitado branco se formou imediatamente, indicando a presença

de oxalato.

Centrifugou-se e lavou-se o precipitado com duas porções de 1 mL de

água destilada e algumas gotas de ácido nítrico 3,0 mol/L. Adicionou-se 1

mL de água e aqueceu-se a solução em banho-maria mantendo a

temperatura de 60 a 70ºC. Em seguida, adicionou-se permanganato de

potássio 0,02 mol/L, gota a gota.

Após algum tempo, houve a descoloração da primeira gota da solução de

permanganato pelo oxalato, até que formou-se uma suficiente quantidade

de catalisador. A reação com as gotas subsequentes ocorreu-se de modo

instantâneo. Pouco a pouco houve o desaparecimento da coloração

rósea, após as primeiras gotas, acompanhado da formação de gás

carbônico, confirmando a presença do ânion oxalato.

Fosfato

Transferiu-se 10 gotas da solução preparada para análise de ânions.

Acidificou-se com ácido nítrico concentrado, adicionou-se 2 gotas em

excesso e aqueceu-se até fervura.

Todos os íons tiossulfato e sulfeto, etc, presentes, foram oxidados assim

não interferiu na determinação deste íon.

Esfriou-se e adicionou-se de 10 gotas do reagente específico de

moliblato de amônia, em ácido nítrico. Aqueceu-se até 35ºC que

apressou a precipitação.

Um precipitado amarelo brilhante formou-se, que era o molibdofosfato

de amônio, indicando a presença de fosfato.

Cromato e dicromato

A partir da reação com chumbo transferiu-se 10 gotas da solução

preparada para análise de ânions. Adicionou-se 3 gotas de nitrato de

chumbo 5%. Um precipitado amarelo, de cromato de chumbo formou-se,

confirmando a presença do íon cromato na amostra.

Sulfato

Transferiu-se 10 gotas da solução preparada para análise de ânions.

Acidificou-se com ácido clorídrico 3,0 mol/L em excesso e , em seguida,

mais 3 gotas de cloreto de bário a 5%.

Formou-se um precipitado branco. Adicionou-se ácido sulfúrico para ver

se era solúvel. A insolubilidade no ácido, indicou a presença do ânion

sulfato.

5. Conclusão

A análise de ânions diferentemente da análise de cátions é realizada de

modo isolado. Assim, a cada etapa uma alíquota é recolhida para realizar

determinado procedimento. É preciso ter muito cuidado, pois para descobrir

a presença de cada íon, devido a sua característica específica, utiliza uma

maneira diferente de proceder. Diferentemente da análise do ânions esse

grupo não é de compostos voláteis, não há liberação de gás, exceto a do

oxalato, uma vez que a amostra foi tratada com Na2CO3. Outro fator relevante

é que os compostos formados pelos ânions desse grupo são pouco solúveis

na presença de compostos de bário e cálcio em meio amoniacal.

Referências Bibliográficas

TAVARES, Maria; FILHO, Nelson; GAMA, Romualdo. Práticas em Química -

Análise Qualitativa: Volume II, Análise de Aniôns do grupo II. Goiás, 2010. Pg.

26-31.