Quimica Relatorio 2

Quimica Relatorio 2

Materiais e Reagentes Utilizados

  • Aquecedor magnético;

  • Dois Béqueres;

  • 11 tubos de ensaios;

  • Duas pipetas;

  • Um suporte para os tubos de ensaios;

  • Detergentes para lavagem dos materiais;

  • Água destilada e água comum;

  • Sulfato de Alumínio;

  • Dicromato de potássio;

  • Sulfato de ferro;

  • Ácido clorídrico;

  • Hidróxido de sódio;

  • Cloreto de cálcio;

  • Sulfato de Manganês;

  • Ácido Nítrico;

  • Carbonato de Sódio.

Introdução

O grupo III, também é conhecido com grupo do sulfeto de amônio, no qual é composto por sete íons de caráter metálico, que em solução tampão de NH4OH/NH4Cl, são precipitados em forma de sulfetos ou hidróxidos, contendo (NH4)2S.

Cinco desses elementos, crômio, manganês, ferro, cobalto e níquel são elementos de transição e por esta razão pode-se esperar que suas propriedades sejam aquelas de elementos que têm uma camada interna de elétrons incompleta, isto é, valência variável, íons coloridos e uma forte tendência para formar íons complexos.

 O zinco e o alumínio não são metais de transição, mas o íon Al3+ tem muitas propriedades semelhantes às dos íons Cr3+ e Fe3+, o que pode ser explicado pelo fato destes íons terem a mesma carga e raios aproximadamente iguais. Os hidróxidos de zinco, crômio e alumínio são anfóteros.

Cada íon possui uma propriedade única, abaixo estas serão mostradas:

  • Cobalto: O cobalto forma compostos no estado de oxidação +2 (cobaltoso) e +3 (cobáltico). No estado +2 ele forma sais simples estáveis e no estado +3 forma sais complexos estáveis. Seus sais são coloridos, sendo que os cobaltosos são de cor avermelhado ou azul, dependendo do grau de hidratação e de outros fatores. Os íons complexos cobálticos apresentam uma grande variedade de cor.

  • Níquel: O níquel forma compostos em diversos estados de oxidação, mas os seus compostos mais comuns ocorrem no estado +2 (niqueloso). Os sais hidratados de níquel são de cor verde.

  • Manganês: O manganês forma compostos nos estados de oxidação +2, +3, +4, +6 e +7, sendo mais comuns os estados +2, +4 e +7. Os compostos de manganês no estado +7 (permanganatos) são fortes agentes oxidantes e coloridos. Os compostos de manganês no estado +2 (manganosos) são agentes redutores.

  • Crômio: O crômio forma compostos nos estados de oxidação +2, +3 e +6; os estados +3 e +6 são os compostos mais importantes. Compostos de crômio +6 (cromatos e dicromatos) são fortes agentes oxidantes. O hidróxido de crômio +3 (hidróxido crômico) é anfótero. Os compostos de crômio +2 (compostos cromosos) são fortes agentes redutores. Todos os sais de crômio são coloridos.

  • Alumínio: O alumínio forma compostos somente no estado de oxidação +3. Seu hidróxido é anfótero, sendo uma substância gelatinosa de cor branca possuidora de um grande poder de adsorção. Soluções contendo o íon Al3+ são incolores.

  • Zinco: O zinco forma compostos somente no estado de oxidação +2. Seu hidróxido, como os de Cr3+ e Al3+, é anfótero. O zinco, como o cádmio, pertence ao grupo 2B da tabela periódica, e forma com amônia o íon complexo Zn(NH3)42+.

Desenvolvimento

1)Solução de hidróxido de sódio (NaOH):

a) Al2(SO)4 + 3NaOH → Al(OH)3↓; Cor: Branco

Com a adição de 1ml para cada um dos reagentes, notificamos a presença de um precipitado branco e bem pequeno, semelhante a sedimentos. Nesta primeira reação não houve alteração de temperatura perceptível na reação.

  • Teste de solubilidade em:

- excesso de reagente: Al(OH)3↓+ OH- → [Al(OH)4]-

Após a inclusão do excesso de reagente não houve alteração de cor ou temperatura na reação, assim continuou-se com produto de cor branca. Assim o precipitado se dissolve em excesso de reagente formando tetra-hidróxialumínio reação esta que é reversível.

b) K2CrO4+ 3NaOH → Cr(OH)3

Adicionou-se 1ml de cada reagente inicialmente. Como resultado obtivemos um líquido de cor alaranjada, sem precipitação e variação de temperatura.

  • Teste da solubilidade em:

- excesso de reagente: Cr(OH)3↓+ NaOH→ [Cr(OH)4]-

Com a adição de mais 1ml de excesso de reagente obteve-se um líquido de coloração amarela, sem a ocorrência de precipitado ou alteração na temperatura da reação. A solução é reversível por leve acidificação e/ou fervendo os íons cromitos. Segundo o livro Vogel de Química Analítica, nesta experiência em sua parte inicial deveria ocorrer a formação de precipitado de

íons de cromito na primeira parte do experimento.

c) MnSO4 + 2NaOH → Mn(OH)2

Misturamos 1ml de cada reagente, obtendo assim os seguintes dados: cor bege com formação de precipitado e sem a alteração visível de temperatura.

A solução em contato com o ar oxida dando origem ao composto de cor marrom MnO(OH)2. Mesmo após a oxidação ainda há a presença de precipitado, da solução inicial, na solução final.

As etapas do processo estão abaixo:

  • MnSO4 + 2NaOH → Mn(OH)2

  • Mn(OH)2 precipitado + O2 + H2O →MnO(OH)2 precipitado + 2OH-

  • Mn(OH)2 precipitado + H2O2 → MnO(OH)2 precipitado + H2O

d) FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + Na2SO4

Misturados os reagentes obteve-se como resultado uma oxidação do composto hidróxido de ferro (II), dada pelo contato com o ar. Tal encontro acaba por produzir o composto hidróxido de ferro (III), que em condições normais de temperatura e pressão apresenta uma coloração verde escura (musgo).

  • Teste da solubilidade em:

- excesso de reagente: Fe(OH)2↓ + HCl → FeCl2 + 2H2O

A adição do reagente ácido clorídrico faz com que o precipitado seja totalmente consumido liberando gás hidrogênio e sais férricos (II).

e) CoCl2 + NaOH + HNO3 → Co(OH)NO3

A reação acima produziu uma substância inicialmente rosa clara, mas com o passar do tempo esta se tornou azul, não em sua totalidade, mas com traços visíveis na solução. Não houve ocorrência de precipitado no produto inicial.

  • Teste da solubilidade em:

- excesso de reagente: Co(OH)NO3↓ + OH- → Co(OH)2↓ + NO3-

Com a simples adição do excesso de reagente, temos a transformação e com isso, a origem de um sal, proveniente do hidróxido de cobalto (II). A coloração do precipitado formado era de um azul escuro e a solução ficou com a coloração rosa clara.

f) ZnSO4 + 2NaOH → Zn(OH)2

A adição de 1ml para cada reagente produziu como resultado uma solução onde quase tudo que se foi formado era precipitado de cor branca, e a pequena parte líquida também possuía a mesma coloração. Como produto obtivemos o hidróxido de zinco, que segundo suas propriedades é solúvel na presença de ácidos.

  • Teste da solubilidade em:

- excesso de reagente: Zn(OH)2↓ + 2OH- ↔ [Zn(OH)4]2-

Na presença do excesso de reagente, a quantidade total de reagente diminuiu, mas pelo observado, percebeu-se que a quantidade de precipitado se manteve proporcionalmente inalterada, com isso, deduziu-se que este é o reagente limitante da reação.

2) Solução de carbonato de sódio (Na2CO3):

a) Al2(SO4)3 + Na2CO3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + H2CO3

Como resultado da equação acima obteve-se uma solução de cor branca, onde houve a formação de precipitado de mesma coloração. Acima temos que o carbonato de sódio serve com neutralizador ácido liberado na hidrólise do alumínio.

  • Teste da solubilidade em:

- excesso de reagente: Al(OH)3↓ + CO32- → [Al(OH)4]- + HCO3-

A “interferência” provocada pela adição do excesso de reagente provocou uma diminuição na quantidade de precipitado, assim, o precipitado se dissolve em excesso de reagente.

b) MnSO4 + Na2CO3 → MnCO3↓→ ∆ → MnO + CO2

Temos como produto da reação acima uma solução de cor branca, com a formação de precipitado solúvel apenas na presença de ácidos. O precipitado é o carbonato de manganês. Na presença de uma fonte de calor, há uma diminuição do precipitado, mas manteve-se a coloração original.

c) FeSO4 + Na2CO3 → FeCO3↓ + Na2SO4 → ∆ → 2Fe(OH)3↓ + H2CO3

Antes da introdução de uma fonte de calor externa a reação, a solução possuía uma coloração verde escura e havia a formação de um precipitado escuro em grande quantidade, este visivelmente denso. A partir da entrada da fonte de calor na reação, a maior parte do precipitado se torna um líquido de cor marrom claro, ainda há precipitado no fundo do tubo de ensaio. O hidróxido de ferro (III) na presença da fonte de calor se dissolve e torna-se óxido de ferro (III). O óxido calcinado é dificilmente solúvel em ácidos diluídos, mas na presença de ácido clorídrico concentrado sofre ebulição de modo prolongado.

d) CoCl2 + Na2CO3 → CoCO3

A reação de 1ml de cada reagente provoca como resultado uma líquido (solução) de cor lilás, onde quase tudo que se foi formado é um precipitado denso. Não dissolução dos íons de cobalto por completo nesta reação.

  • Teste de solubilidade em:

- em presença de HNO3: CoCO3↓ + 2HNO3 → CoNO3 + H2O + CO2

Com a adição de ácido nítrico no sistema, há a ocorrência de uma efervescência (liberação de gás da solução), solubilizando a solução e deixando com caráter básico. Após a total liberação do gás do sistema observa-se que não há mais precipitado no sistema e temos como coloração final um rosa claro.

e) ZnSO4 + Na2CO3 → ZnCO3

Mais uma vez, foi usada a mesma proporção de reagentes para a realização deste experimento, 1ml para cada. A solução se precipita quase que por completo, onde a parte líquida e sólida possui a coloração branca. O precipitado mais uma vez é denso. A reação resulta na produção do carbonato de zinco que se adere à superfície e é bastante insolúvel.

  • Teste da solubilidade em:

- em presença de HCl: ZnCO3↓ + 2HCl → ZnCl2 + H2O + CO2

A introdução do ácido clorídrico no sistema faz com que haja a formação de água, gás carbônico e cloreto de zinco. Assim por fim temos um líquido incolor, onde não mais há precipitado e com efervescência do gás carbônico.

Conclusão

Após a identificação e aplicação prática do proposto durante a realização da aula prática que envolvia os cátions do grupo III a despeito de suas reações de precipitação, acidificação, basicidade e complexação, foi possível constatar através dos experimentos a formação de complexos de diferentes colorações e de diferentes solubilidades de seus hidróxidos, no entanto, estáveis.

Universidade Federal do Tocantins - UFT

Campus Universitário de Palmas

Química Analítica

Reação de Caracterização de Cátions do Grupo III

Professora: Elisandra Scapin

Alunos: Diogo Jobane,

Felipe Martins,

Fernando Barbosa.

Palmas, 28 de setembro de 2010.

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