relatório de química analítica cátions ii

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE DEPARTAMENTO DE QUÍMICA QUÍMICA ANALÍTICA I - FARMÁCIA ANÁLISE DE CÁTIONS DO GRUPO II Profº M. Sc. Djavânia Luz

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Page 1: Relatório de Química Analítica cátions II

UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO

CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

QUÍMICA ANALÍTICA I - FARMÁCIA

ANÁLISE DE CÁTIONS DO GRUPO II

Profº M. Sc. Djavânia Luz

São Luís – MA

2010

Page 2: Relatório de Química Analítica cátions II

James Soares Diniz FA 10136-05

RELATÓRIO

Relatório apresentado à disciplina Química Analítica I ministrada pela Profª. M. Sc. Djavania Luz, da Universidade Federal do Maranhão, ao curso de Farmácia, para obtenção parcial da primeira.

São Luis

2009

Page 3: Relatório de Química Analítica cátions II

1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Os elementos magnésio, cálcio, estrôncio e bário pertencem ao grupo II A

da tabela periódica apresentando configurações eletrônicas similares. Disto decorre

a semelhança de suas propriedades. O magnésio é o metal que apresenta

propriedades mais diferenciadas de resto do grupo, devido ao seu pequeno tamanho

e por essa razão, às vezes não é classificado junto com esses elementos no

procedimento de separação analítica.

Propriedades dos cátions do Grupo II:

Magnésio: Os íons magnésio apresentam-se incolores em soluções, seus sais são

de caráter iônico brancos ou incolores, a menos que esteja presente um ânion

colorido. O hidróxido de magnésio é um de seus compostos menos solúveis. A alta

solubilidade de muitos compostos de magnésio é atribuída ao pequeno tamanho do

íon Mg2+, o que favorece a sua hidratação.

Cálcio: O cálcio é o elemento mais abundante dos metais alcalinos terrosos. Seus

compostos menos solúveis são os carbonatos e oxalatos. Os sai de cálcio dão à

chama do bico de Bünsen uma coloração vermelho-tijolo.

Estrôncio: O estrôncio como pode se esperar de sua posição na tabela periódica,

possui propriedades intermediárias entre o cálcio e o bário. Seus sais dão à chama

do bico de Bünsen uma coloração vermelho-carmim.

Bário: O Bário é o elemento mais pesado desses quatro elementos e seus íons são

muito tóxicos. O cromato de bário é um dos compostos menos encontrados na

análise qualitativa. Os sais de bário emprestam uma coloração verde à chama do

bico de Bünsen.

Todas as soluções dos íons desse grupo são incolores e seus sais

apresentam caráter iônico e são brancos ou incolores, a menos que esteja presente

um ânion colorido. Embora solúveis em água, os nitratos de estrôncio e bário podem

ser precipitados pela adição de ácido nítrico concentrado.

Os íons dos metais alcalinos terrosos não hidrolisam significativamente

em soluções e seus íons são bivalentes. Os hidróxidos de cálcio, estrôncio e bário

são bases fortes.

Cálcio, estrôncio e bário formam carbonatos insolúveis em solução

alcalina. O magnésio não precipita com hidróxido em presença de excesso de íons

amônio que reduzem a concentração dos íons hidroxila a um valor tal, que o produto

Page 4: Relatório de Química Analítica cátions II

de solubilidade do hidróxido de magnésio não é atingido. Por razões semelhantes, o

carbonato de magnésio não precipita na presença de excesso de íons amônio. Esta

propriedade permite separar os íons Mg2+ de Ca2+, Sr2+ e Ba2+.

2. OBJETIVO:

O objetivo da prática consiste em identificar os cátions do grupo II: Mg2+, Ca2+, Sr2+ e Ba2+

3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL:

3.1 MATERIAIS E REAGENTES:

Tubo de Ensaio NH4Cl 0,2 mol/l

Tetinha NH4OH

Pipeta Pasteur HCl 6 mol/l

Vidros de Relógio Ácido Acético 6 mol/l

Alça de Platina Oxalato de Amônio 2,5 mol/l

Bico de Bunsen Acetato de sódio 6 mol/l

MgCl2 0,2 mol/l Dicromato de Potássio 0,5 mol/l

NaOH 4 mol/l Sais de Amônio

EXPERIMENTO 1: Teste de Chama.

Colocou-se uma determinada quantidade de cada sal (Magnésio, Bário,

Cálcio e Estrôncio) em vidros de relógio, em seguida, esterilizou-se uma alça de

platina, mergulhando-a em solução de HCl concentrado e levando-a a chama do

bico de Bunsen, este procedimento foi repetido até que, quando exposta a chama, a

alça de platina não apresentou coloração alguma. Em seguida empreguinou-se a

alça de platina com cada sal (um por vez, separadamente) e levou-a ao bico de

Bunsen, onde cada sal apresentou coloração diferente.

EXPERIMENTO 2: Reação com Base Forte.

Page 5: Relatório de Química Analítica cátions II

Em um tubo de ensaio adicionou-se 5 gotas de MgCl2 0,2mol/l e algumas

gotas de NaOH 4 mol/l, o suficiente para que o meio ficasse alcalino. Ambas foram

adicionadas com o auxílio de pipeta de Pasteur e tetinhas. Após a formação de um

precipitado branco, adicionou-se gotas de sais de amônio até que este precipitado

dissoveu-se.

EXPERIMENTO 3: Reação com Hidróxido de Amônio.

Com a utilização da tetinha e da pipeta de Pasteur adicionou-se 5 gotas

de MgCl2 0,2 mol/l e 5 gotas de NH4Cl 0,2 mol/l e para que o meio ficasse alcalino,

adicionou-se algumas gotas de NH4OH – Não houve formação de precipitado. O

processo foi repetido utilizando-se 3 gotas de ácido clorídrico (6 mol/l) no lugar do

cloreto de amônio – também não houve precipitado.

EXPERIMENTO 4: Reação com Dicromato de Potássio.

Com o auxílio da tetinha e de pipetas de Pasteur, adicionou-se em tubos

de ensaio distintos, 3 gotas de cloreto de 0,2 mol/l dos cátions pesquisados do grupo

II (Ba2+, Ca2+ e Sr2+), 5 gotas de ácido acético 6 mol/l de oxalato de amônio 2,5 mol/l,

com o objetivo de observar se haveria ou não formação de precipitado, aqueceu-se

a mistura.

EXPERIMENTO 4: Reação com Oxalato de Amônio.

Em tubos de ensaio separados e com a utilização da tetinha e da pipeta

de Pasteur, adicionou-se 5 gotas de cloreto dos cátions estudados (Ba2+, Ca2+ e Sr2+)

(0,2 mol/l), 3 gotas de ácidos acético (6 mol/l), 3 gotas de acetato de sódio (6 mol/l) e

2 gotas de dicromato de potássio (0,5 mol/l), ao final observou-se os casos em que

houve formação de precipitado.

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES:

EXPERIMENTO 1: Teste da Chama.

Todos os sais foram levados a chama do bico de Bunsen, e para cada um houve

uma coloração diferente para a chama. A seguir os resultados:

Sais de Magnésio: Não apresentaram coloração.

Sais de Bário: Apresentaram coloração verde-amarelada.

Page 6: Relatório de Química Analítica cátions II

Sais de Cálcio: Apresentaram coloração vermelho-tijolo.

Sais de Estrôncio: Apresentaram coloração vermelho-carmim.

EXPERIMENTO 2: Reação com Base Forte.

Durante a reação houve uma dissociação entre o MgCl2 e o NaOH, que

liberaram os íons Mg2+ e OH-, que ao se combinarem formaram o hidróxido de

magnésio, que precipitou-se. No entanto, este precipitado dissoveu-se quando

houve a adição de sais de amônio, já que houve um aumento na concentração de

íons NH4+, e a formação da amônia não dissociada.

Mg2+ + 2OH- ↔ Mg(OH)2 (s)

NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH

EXPERIMENTO 3: Reação com Hidróxido de Amônio.

Mg²+ + 2NH3 + 2H2O → Mg(OH)2 ↓ + 2NH4+

A reação mostrou que houve um precipitado que se formou a partir do

cátion Mg2+ (dissociado do MgCl2) e o hidróxido de amônio.

No entanto a adição de NH4Cl, promoveu a dissolução do precipitado, a

partir do aumento da concentração de NH4+ e com isso a formação de amônia não

dissociada.

NH3 + H2O → NH4+ + OH-

EXPERIMENTO 4: Reação com Oxalato de Amônio.

As gotas de oxalato de amônio reagiram com todos os íons Ba2+, Ca2+ e

Sr2+, e mesmo após o aquecimento não houve formação de precipitado.

Ba2+ + (COO)22- ↔ Ba(COO)2(s)

Ca2+ + (COO)22- ↔ Ca(COO)2(s)

Sr2+ + (COO)22- ↔ Sr(COO)2(s)

Page 7: Relatório de Química Analítica cátions II

O ácido acético foi utilizado para impedir a dissolução dos oxalatos, visto

que este é um ácido fraco e só haveria dissolução em ácidos fortes.

EXPERIMENTO 5: Reação com Dicromato de Potássio.

Houve a formação do cromato de bário, a partir da reação com o cátion

Ba2+. Não houve formação de precipitado ao reagir com os outros cátions.

A utilização do acetato de sódio, em conjunto com o ácido formado a

partir da precipitação do bário com o dicromato, que é um ácido forte, forma-se ácido

acético e assim reduzindo a concentração de H+ e melhorando o rendimento do

cromato de bário.

Page 8: Relatório de Química Analítica cátions II

CONCLUSÃO

Os resultados alcançados foram satisfatórios, pois conseguiu-se o

resultado esperado para todos os experimentos, seja através da mudança da cor da

chama, como aconteceu com o primeiro experimento ou com formação ou não de

precipitados que segundo a literatura podem indicar a presença dos cátions

desejados.

Page 9: Relatório de Química Analítica cátions II

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS:

VOGEL, A. I., Química analítica Qualitativa. Tradução de Antônio Gimeno. São Paulo:

Editora Mestre Jou, 5a ed. 1981.

LABORATÓRIO de Química Analítica Qualitativa. Disponível em:

<http://wwwp.fc.unesp.br/~galhiane/index.htm>. Acessado em: 2/10/2010.

CÁTIONS do grupo II. Disponível em: <http://wwwp.fc.unesp.br/~galhiane/cations_do_grupo_ii.htm>