Relatorio de Química analítica Qualitativa cátions grupo II

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RESUMONo experimento realizado foi possvel fazer a anlise qualitativa dos ctions do grupo II ( Mg2+, Ba2+, Ca2+ e Sr2+ ) por diferentes reaes de identificao. Estas por sua vez, indicam a presena dos ctions em questo de acordo com suas caractersticas.

1. INTRODUOUm ction nada mais que um tomo que perdeu eltrons em sua camada de valncia, ficando assim com carga positiva. A anlise sistemtica de ctions uma prtica comum nos laboratrios de Qumica Analtica tanto na anlise qualitativa realizada no meio acadmico quanto na indstria, na identificao dos mais diferentes tipos de amostras desconhecidas. Esta prtica fruto de um vasto conhecimento de qumica acumulado em dcadas por inmeros pesquisadores e cientistas que conheciam a reatividade de muitas classes de compostos orgnicos e inorgnicos, bem como a propriedade de muitos deles ( DANTAS, 2006 ).Para analisarmos determinados ctions precisamos saber de suas propriedades, oSdio (Na) pertence ao grupo dos metais alcalinos(IA) da tabela peridica. Em estado livre, um metal prateado e branco. Mais leve que a gua e to mole quanto o fsforo branco, pode ser cortado, a temperatura ambiente, com uma faca. encontrado em combinao com os elementos em numerosos compostos naturais, como o sal de cozinha (NaCl, cloreto de sdio). Inicialmente conhecido sob a forma de cloreto e carbonato de sdio, o elemento metlico foi preparado pela primeira vez, em 1807, por HumpryDavy, ao estudar a eletrlise (passagem decorrente eltrica) de solues alcalinas, principalmente as de soda custica (NaOH, hidrxido de sdio). o sexto elemento em abundncia na natureza e constitui 2,8% da crosta terrestre. Conduz facilmente o calor e a eletricidade e apresenta o efeito fotoeltrico, ou seja, emite eltrons quando exposto luz. Os sais de sdio so de coloraes branca e tipicamente solveis em gua. Em soluo aquosa so quimicamente inertes e no so reduzidos a seus ons metlicos. O hidrxido de sdio muito solvel em gua e uma fonte comum de ons OH-. Os sais de sdio frequentemente cristalizam como hidratos. J o Potssio (Ka), um metal branco-prateado e mole que pode ser cortado com faca. Sua luminosidade inferior do ltio. Oxida-se facilmente em contato com o oxignio da atmosfera, e por isso deve ser guardado sobre querosene, isolado do ar. Stimo metal em abundncia no planeta, o potssio constitui 2,6% das rochas magmticas da crosta terrestre, como a silvina e a carnalita. tambm encontrado em minrios como a kainita, schoemita, sinzenita, laugbeinita e polianita. Importante nutriente vegetal, sua carncia deve ser compensada com a adio ao solo dos adubos potssicos, como a carnalita e a silvina.O potssio se obtinha primitivamente por aquecimento do carbonato de potssio com carvo. Do mesmo modo que se obtm o sdio a partir de seu hidrxido, pode-se conseguir potssio por eletrlise do hidrxido de potssio fundido (KOH), mas graas maior facilidade com que o metal libertado se dissolve no lcali fundido, o processo que alcana melhores resultados consiste em usar o cloreto fundido, seja s, seja em mistura com o cloreto de clcio. As propriedades gerais dos sais de potssio so similares s do sdio. So geralmente brancos e solveis em gua. O hidrxido de potssio muito solvel em gua e uma base muito forte. E embora o on amnio no seja um ction metlico, seus sais possuem propriedades semelhantes s dos metais alcalinos e so geralmente includos neste grupo no esquema de anlise qualitativa.So de colorao branca e solvel em gua. Os sais de amnio so muito importantes; sendo em sua maioria usados como adubos, por restabelecerem a concentrao de nitrognio do solo.Os ons dos metais alcalinos Na+ e K+ so os maiores ctions do perodo que pertencem, possuem carga pequena e a estrutura de gs nobre. Por esses motivos, tm uma fraca atrao por nions e molculas, e como consequncia a maioria de seus sais so solveis em gua e seus ons raramente formam complexos. O on amnio est includo neste grupo porque apresenta propriedades semelhantes. Este grupo de ctions no possui um reagente especfico para separ-los e a identificao de cada um deve ser feita numa soluo contendo todos os ons sem prvia separao.

2. OBJETIVOFazer anlises qualitativas dos ctions do grupo II (Mg2+, Ba2+, Ca2+ e Sr2+), por diferentes tipos reaes de identificao.3. PARTE EXPERIMENTAL

3.1 Materiais utilizados Bico de bunsen Tela de amianto Vidros de relgio Esptulas Tubos de ensaio Algodo Bastes de vidros

3.2 Reagentes utilizados NaCl(s) KCl(s) HCl concentrado NH4Cl(l) 0,2 mol/L NaOH 4 mol/L KCl 0,2 mol/L HClO4 20%

3.3 Procedimento

A princpio colocou-se uma pequena poro de Nitrato de Brio, Nitrato de Clcio e Nitrato de Estrncio em vidros de relgio diferentes. Sendo estes, levados a chama oxidante do bico de bunsen com o auxilio de bastes de vidros molhados com cido clordrico concentrado. Na reao com base forte, foram adicionados em um tubo de ensaio 5 gotas de MgNO3 0,2 mol/L e gotas de NaOH 4 mol/L at o meio ficar alcalino, em seguida adicionou-se ao tubo gotas de sais de amnio at a dissoluo do precipitado. Para a reao com Hidrxido de Amnio, foram adicionados 5 gotas de Mg(NO3)2 0,2 mol/L e 5 gotas de NH4Cl 0,2 mol/L e gotas de NH4OH at o meio ficar alcalino. Repetiu-se o mesmo processo usando 3 gotas de HCl 6 mol/L, no lugar do Cloreto de Amnio. Sendo observado o que ocorreu em ambos os casos. Para a reao com Carbonato de Amnio, foi colocado em tubos de ensaio separados e marcados 5 gotas dos Nitratos 0,2 mol/L de cada ction do grupo II (Mg2+, Ba2+, Ca2+ e Sr2+) e 3 gotas de Carbonato de Amnio 1,5 mol/L. Cada tubo foi aquecido na chama oxidante do bico de bunsen, sem deixar ocorrer fervura. Na reao com Oxalato de Amnio, em tubos de ensaio separados, foram adicionados 3 gotas de Nitratos 0,1 mol/L dos ctions (Ba2+, Ca2+ e Sr2+) do grupo II, 5 gotas de cido Actico 6 mol/L e 6 gotas de Oxalato de Amnio 0,25 mol/L. Os mesmos foram aquecidos e observados o que ocorreu. Na reao do Dicromato de Potssio, adicionou-se em tubos de ensaio separados 5 gotas de Nitratos 0,2 mol/L dos ctions (Ba2+, Ca2+ e Sr2+) do grupo II, 3 gotas de cido Actico 6 mol/L, 3 gotas de Acetato de Sdio 6 mol/L e 2 gotas de Dicromato de Potssio 0,5 mol/L. Observando ento a ocorrncia de precipitado. A reao de Sulfato de Amnio, foi realizada em duas etapas. Na primeira, colocou-se em tubos de ensaio separados 3 gotas de Nitratos 0,2 mol/L dos ctions (Ba2+, Ca2+ e Sr2+) do grupo II, 5 gotas de cido Actico 6 mol/L e 6 gotas de Sulfato de Amnio 2,5 mol/L. Na segunda etapa, colocou-se 3 gotas de Nitratos 0,2 mol/L dos ctions (Ba2+, Ca2+ e Sr2+) do grupo II, gotas de NH4OH 6 mol/L at o meio ficar bsico e 6 gotas de Sulfato de Amnio 2,5 mol/L. Ambas as partes foram aquecidas em banho Maria e observado os casos em que houve a formao de precipitado.

4. RESULTADOS E DISCUSSES

A composio de uma substancia pode ser determinada pela anlise qualitativa, de modo geral a teoria da anlise qualitativa representa um estudo do comportamento de ons em soluo aquosa (BACCAN, 1988). Os resultados descritos abaixo estabelecem trs desses tipos de anlises.

TABELA 01-Caractersticas dos ctions quando submetidos ao teste da chama.CTIONRESULTADO (COR)

Na+Amarelo

K+Lils

FONTE: Autores.De acordo com a anlise da tabela 01, possvel observar que ao aquecer os sais cloreto de sdio e potssio, estes apresentaram respectivas cores caracterstica, na qual a reao dos ons sdio ocorre devido ao fornecimento de grandes quantidades de energia. Eltrons da camada de valncia absorvem energia e excitados passam para uma camada mais elevada, por no conseguirem manter-se nesta camada que no a de origem ao retornar pro seu estado fundamental, emitem uma quantidade de energia radiante, igual a aquela absorvida, atravs do aquecimento com o bico de bunsen e observao visual possvel detectamos a colorao amarelada na chama, estas caractersticas apontam que o elemento o Sdio.No caso do Potssio quando aquecido liberou colorao violeta, mas neste caso o teste de chama no to conclusivo, mas um timo complemento para o teste de precipitao.O teste de precipitao consiste em adicionar uma soluo de cloreto de potssio e cobaltonitrito de sdio resulta em precipitado amarelo.Este que resultado da seguinte equao:3K++ [CO (NO2)63-] K3[CO(NO2)6]Tambm possvel fazer o teste para o potssio na presena de sdio. Prepara-se uma mistura de cloreto de sdio e cloreto de potssio e observa-se a chama atravs do vidro de cobalto, este se torna necessrio por o vidro transmite a luz somente nos extremos do espectro visvel, exatamente onde se encontra as linhas espectrais do potssio assim detectaramos a colorao violeta de sua chama.O resultado do teste da chama para os dois sais esto sendo mostrados na figura 01.

Fonte: Autores.FIGURA 01-Caracterstica dos ctions sdio e potssio no teste da chama.

Reao com base forte

NH4Cl + NaOH NH3+ + H2O + NaCl

Na reao acima, o cloreto de sdio (base forte) reage com o cloreto de amnio (cido de Ahrenius) formando amnia, gua e o cloreto de sdio.

Fonte: Autores.FIGURA 02 -Processo de reao com base forte.

Como mostra a figura 02, a amnia que desprendida da soluo entra em contato com o cido clordrico havendo a formao de fumos brancos, pois como o cido clordrico voltil seus vapores combinam-se, formando o cloreto de amnio slido. A reao abaixo descreve este processo.

NH3 + 2HCl NH4Cl + HCl

Reao com HClO4

KCl + HClO4 -----> KClO4 + HCl

Nesta reao ocorre a formao e precipitao do perclorato de potssio, atravs da unio do on potssio com o on perclorato na soluo no muito diluda, sendo este precipitado ligeiramente solvel em gua, porem insolvel em lcool absoluto (VOGEL, 1981). Cujo precipitado est representado na figura 03.

Fonte: Autores.FIGURA 03 - Formao do perclorato de potssio.

5. CONCLUSOPortanto os resultados qualitativos encontrados neste experimento corroboram com a literatura, visto que, a anlise qualitativa nos proporciona uma viso geral do que est sendo analisado e separado. Pois a anlise dos ctions Na+, K+ e NH4+, nos proporcionaram um entendimento sobre o que , realmente, o principal foco da qumica analtica qualitativa.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Qumica: a cincia central. 9 edio. Prentice-Hall, 2005.451 p.BACCAN, et. al. Introduo semimicroanlise qualitativa. 2 edio. Campinas: editora da Unicamp, 1988.DANTAS, Josivnia Maria. Uma interpretao Microscpica para a Anlise Sistemtica de Ctions. 2006. Tese (Doutorado em Qumica) Universidade Estadual de Campinas, So Paulo, 2006.VOGEL, Arthur Israel, Qumica Analtica Qualitativa. 5 edio. So Paulo: Mestre Jou, 1981.

ANEXOSA figura abaixo mostra o equipamento criado por um integrante do grupo que foi utilizado para medir o comprimento de onda dos ctions (Na+ e K+), que foram submetidos ao teste da cama, que foi uma das tcnicas realizadas neste experimento.

Fonte: Autores.

Fonte: Autores.

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