Separação e identificação de cations do grupo 1

Separação e identificação de cations do grupo 1

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

CAMPUS LONDRINA

ENEGENHARIA AMBIENTAL

Bruno Cardoso Vilas Boas

Lucas Mancini Ramos

Pedro Mouco

Relatório de Química Analítica e Instrumental

LONDRINA

2010

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

CAMPUS LONDRINA

ENGENHARIA AMBIENTAL

GRACIELA SOUZA RODRIGUES
Bruno Cardoso Vilas Boas

Lucas Mancini Ramos

Pedro Mouco

SEPARACAO E IDENTIFICACAO DE CATIONS DO GRUPO 1

Trabalho acadêmico apresentado à disciplina de química Analítica e Instrumental da Universidade Tecnológica do Paraná. Campus Londrina.

Docente responsável: Juliana Feijo de Souza Daniel

LONDRINA

2010

  1. Introdução

A química analítica é a ciência que estuda a teoria e os princípios dos métodos de analises químicas que nos permitem determinar a composição da substancia ou da mistura. Pode ser dividida em química Quantitativa, a que estabelece a proporção entre os elementos e os íons, usando para isso a massa e o volume exato das substancias através das técnicas de gravimétrica e volumetria. E a química qualitativa que identifica os elemento ou íons de uma substancia. (Alexeev, Vladimir, 1982)

A análise qualitativa pode ser feita de duas maneiras. A primeira maneira é por via seca, onde o material, no estado solido, a ser analisado, em sua maioria um crista, é aquecido através de uma fonte de calor (Bico de Bunsen) e pelo Postulado de Bohr, seu elétrons são excitados liberando assim luz, a coloração de cada luz é única de cada cátion. Outra maneira é a por via úmida onde as reações químicas ocorrem entre íons em solução, isto é, em solução aquosa. A identificação e a confirmação de íons (cátions e anions) são melhor quando realizado em via úmida Na análise de substâncias inorgânicas quase sempre se utiliza soluções aquosas de sais, ácidos ou bases. Esses eletrólitos, que são soluções que permitem a passagem da corrente elétrica devido à presença de íons livres na mesma, ao se ionizarem deixando íons livres na solução permitem a identificação dos mesmos. (Alexeev, Vladimir, 1982).

Para análises qualitativas os cátions podem ser classificados em 5 grupos, levando em consideração o modo com que estes reagem com alguns reagentes seletivos, principalmente pela formação ou não de precipitados. A classificação mais comum está relacionada com a diferença de solubilidade de seus cloretos, sulfetos, hidróxidos e carbonatos. O primeiro grupo (grupo da prata) constituído pelos cátions: Ag+, Hg22+ e Pb2+, é conhecido como grupo do cloreto insolúvel e tem como reativo o ácido clorídrico diluído. A separação destes cátions é de grande importância para a indústria, como exemplos têm: a prata, utilizada para fabricação de jóias, aparelhos elétricos e moedas, o chumbo, utilizado na fabricação de tinta, e o mercúrio, utilizado na fabricação de espelhos. (01).

Os cátions do grupo I(Prata, Chumbo e Mercúrio), ou grupo dos cloretos insolúveis, consistem em íons que formam cloretos insolúveis. Podem ser identificados em uma solução por meio de reações de identificação onde as propriedades, como a solubilidade, dos elementos permitem a formação de precipitados, desprendimento de gases ou mudança de coloração. (VOGEL, 1981).

A prata (Ag) é um metal nobre de cor brilhante, relativamente mole, e é o melhor condutor de calor e eletricidade, é pouco reativa, pertence ao Grupo 1b da tabela periódica, sua camada eletrônica externa possui uma estrutura 3d10, 4s1 e pode atuar em seus compostos com estados de oxidação (I), (II), e (III), embora em meio aquoso, praticamente só encontra-se como monovalente. A maioria dos compostos de Ag é insolúvel em água, exceto o AgNO3 e AgF, que são muito solúveis, e Ag2SO4, que é ligeiramente solúvel. A maior parte dos sais insolúveis da Ag dissolvem-se em HNO3 6M a frio, as principais exceções são os haletos de Ag, AgSCN e Ag2S. Seu cátion é o Ag+. (02)

O Chumbo (Pb) É um metal de cor branco-azulado e brilho metálico (o brilho desaparece quando exposto ao ar, tornando-se cinza por se recobrir de uma camada de óxido), muito denso (d = 11,3 g cm-3) e baixo ponto de fusão, funde a 328 °C. É dúctil e maleável e tão mole que se pode riscar com a unha, e cortar facilmente com uma faca. No estado sólido não é tóxico, mas seus vapores possuem uma grande toxicidade. É muito resistente ao ataque pelo ar e água. (02)

Mercúrio (Hg) é um metal que em temperatura ambiente se encontra no estado liquido prateado e inodoro. O mercúrio pertence ao Grupo 2b na tabela periódica e faz parte dos metais de transição. Não é um bom condutor de calor, mas sim um excelente condutor de eletricidade É insolúvel em água e solúvel em ácido nítrico. Quando a temperatura é aumentada transforma-se em vapores tóxicos e corrosivos mais densos que o ar. É um produto perigoso quando inalado, ingerido ou em contato. É compatível com o ácido nítrico concentrado, acetileno, amoníaco, cloro e com outros ametais. Seus Cátions são o Hg2+ e o Hg22+, esse último é o utilizado neste capítulo. (03)

O termo íon complexo é muito difícil de definir. Inicialmente ele foi definido como um íon composto de dois ou mais átomos. Porem nos dias de hoje se observou que tal definição era muito ampla, assim se emprega que um íon complexo significa um agregado formado quando um íon metálico se liga a vários outros íons e moléculas que se aglomeram ao seu redor. (Russell, 1929)

Como exemplo do que foi dito anteriormente temos o cloreto de prata que tem uma solubilidade muito baixa em água, de modo que quando o íon Ag+ em uma solução de nitrato de prata (AgNO3) é misturado com íons de Cl- em uma solução de coreto de sódio (NaCl), precipitam cloreto de prata branco. (Russell, 1929)

Se amônia (NH3) for adicionada ao precipitado (AgCl), este se dissolve, formando uma solução incolor. Tal fato ocorre devido à formação de um cátion muito estável, Ag(NH3)2+. Esse é um exemplo de um íon complexo, e é formado pela reação: (Russell, 1929)

AgCl(s) + 2NH3(aq) → Ag[(NH3)2]+(aq) + Cl(aq)

  1. Objetivos

  • Efetuar a precipitação de cátions com o HCl.

  • Separar os cátions precipitados utilizando técnicas de solubilização.

  • Identificar os cátions separados com reagentes específicos.

  1. Materiais e Métodos

Os materiais usados foram:

-Banho Maria

-Bastão de vidro

-Caneta

-Centrífuga

-Estante para tubos de ensaio

-Pinça de madeira

-Pipeta graduada de 5 ml

Pipetas de Pasteur

-Pipetador

Tubo de Ensaio

Também utilizamos algumas substancias em meio liquido como:

-Solução Problema (SP)

-HCl 2mol/L

-K2Cr2O7

-NH4OH

-HNO3 diluído

-KI

Primeiramente coloca em um tubo de ensaio 5 ml da Solução Problema e adiciona-se 10 gotas, com a pipeta graduada de HCl 2 molar. Após isso esperar precipitar e centrifugar.

Em seguida descartar o sobrenadante (1), com a pipeta de Pasteur

No precipitado, adicionar 20 gotas de água e aquecer em banho Maria por 5 min., agitar e centrifugar, repetir se necessário.

Retira o sobrenadante novamente com a pipeta de Pasteur e passá-lo para um tubo de ensaio limpo. Adicionar 5 gotas de K2Cr2O4, e verificar a formação de um precipitado amarelo, significando a presença de Pb2+.

Com o precipitado que foi deixado no primeiro tubo de ensaio, adicionar 10 gotas de NH4OH e agitar, seguido da adição de 10 gotas de água, agitar novamente e centrifugar.

No ultimo passo, após a centrifugação adicionar 5 gotas de KI e 2 de HNO3, para observar a precipitação de cor amarelo limão confirmando Ag2+.

  1. Resultados e Discussões

Para observarmos a ocorrem de íons do Grupo 1 na solução problema (SP) colocamos 5 ml da mesma em um tubo de ensaio, em seguida foram adicionadas 10 gotas de HCl 2 molar, como mostrado na Figura 1.

Figura 1. Adição de 10 gotas de HCl.

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