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
São Luís – MA
2010
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
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
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.
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.
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)
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.
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.
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>