Identificação de íons

Identificação de íons

Identificação de íons

Prof. Adriana Patarroyo

Pode-se trabalhar com o reagente dissolvido ou não em solução, logo existem dois tipos de ensaios:

  • Pode-se trabalhar com o reagente dissolvido ou não em solução, logo existem dois tipos de ensaios:

    • reações por via seca
    • reações por via úmida

Reações por via seca

Reações por via seca

  • A AMOSTRA e o REAGENTE estão no estado sólido e, geralmente, a reação é realizada por aquecimento:

    • Reação de coloração de chama.
    • Fusão alcalina, ácida ou oxidante.
    • Reação sobre carvão.

Reações por via úmida

Reações por via úmida

  • São as reações mais usuais onde o REAGENTE e a AMOSTRA estão no estado líquido ou em solução aquosa (caso mais comum).

  • Quando a amostra é sólida, para a realização da análise, o primeiro passo é dissolvê-la.

  • O solvente usual é a água, ou um ácido se ela for insolúvel em água.

Procedimentos analíticos clássicos

  • Investigações preliminares são realizadas antes de se realizar ensaios. São observações validas para as etapas subsequentes de investigação das amostras:

    • Observar a cor, odor e qualquer propriedade física especial.
    • Observar a reação ao papel de tornassol.

a) A solução é neutra: estão ausentes os ácidos livres, bases livres, sais ácidos e sais alcalinos.

b) A solução apresenta reação alcalina: isso pode ser devido a hidróxidos dos metais alcalinos e alcalino-terrosos, carbonatos, sulfetos, hipocloritos e peróxidos de metais alcalinos .

b) A solução apresenta reação alcalina: isso pode ser devido a hidróxidos dos metais alcalinos e alcalino-terrosos, carbonatos, sulfetos, hipocloritos e peróxidos de metais alcalinos .

c) A solução apresenta reação ácida: pode ser causada por ácidos livres, sais ácidos ou uma solução de sais em ácidos.

    • Evaporar a solução a secura e observar a cor e aspecto do resíduo. Se não houver resíduo, apenas as substâncias voláteis podem estar presentes, tais como: dióxido de carbono, amônia, dióxido de enxofre, ácido clorídrico, sais de amônio.

Reações seletivas

Reações seletivas

  • São aquelas que sob certas condições tornam possível detectar alguns íons na presença de outros.

    • A quelação do Ni2+ com dimetilglioxima (DMG) em meio amoniacal (pH=8).
  • Em síntese:

    • Servem para separar grupos de íons
    • Quando um reagente combina somente com um íon específico
    • Existem poucas interferências

Reações ou reagentes específicos

Reações ou reagentes específicos

  • São aqueles que dão produtos com propriedades características com somente um íon. Tais reações são bastante reduzidas.

    • Reação qualitativa específica para iodo: uma intensa cor azul escura aparece quando moléculas de iodo reagem com amido.
  • Em síntese:

    • Servem para identificar íons.
    • Sem interferências.

Sensibilidade de uma Reação

Sensibilidade de uma Reação

  • Expressa a menor quantidade do analito em uma gota da solução que pode ser detectado por um dado reagente.

  • Mínimo Detectável: expressa a menor quantidade do analito (em μg) presente em uma gota (0,05 mL) da solução em análise que pode ser detectada por um dado reagente.

  • Concentração Mínima ou Concentração Limite: é a concentração do analito na solução que fornece o mínimo detectável (g/mL).

  • Diluição Limite: expressa o volume da solução aquosa em ml que contem 1g do analito e que em 1 gota contem a massa mínima detectável. É o inverso da concentração mínima.

A sensibilidade das reações químicas pode variar dependendo de diversos fatores:

  • A sensibilidade das reações químicas pode variar dependendo de diversos fatores:

    • Aumento da quantidade de solução
    • Aumento ou variação da concentração dos reagentes
    • Duração da reação
    • O meio (tamponamento) – uma mudança no valor do pH do meio
    • Através de uma extração por um solvente imiscível com a água. Exemplo: Agitação da fase aquosa com líquido imiscível em água (benzeno)
    • Adição de solventes orgânicos miscíveis com a água. Exemplo: a adição do álcool etílico nas reações de precipitações (a sensibilidade aumenta), este diminui a solubilidade

Análise de íons

  • Podemos separar as metodologias utilizadas na análise qualitativa de cátions e ânions em dois grupos:

    • Métodos de identificação individual ou fracionada.
    • Métodos de identificação sistemática.

Nos métodos de identificação individual ou fracionada, os cátions ou ânions são identificados mediante reações seletivas diretamente em porções retiradas da amostra original.

  • Nos métodos de identificação individual ou fracionada, os cátions ou ânions são identificados mediante reações seletivas diretamente em porções retiradas da amostra original.

  • Nestas metodologias a ordem de análise não tem importância.

Análise de toque (spot tests)

  • Análise de toque (spot tests)

    • Criada pelo químico austríaco Fritz Feigl (1891-1971).

Os métodos de identificação sistemática caracterizam-se por separar, mediante a utilização de reagentes chamados “reagentes de grupo”, os analitos em grupos com alguma propriedade em comum.

  • Os métodos de identificação sistemática caracterizam-se por separar, mediante a utilização de reagentes chamados “reagentes de grupo”, os analitos em grupos com alguma propriedade em comum.

    • Solubilidade Precipitação

Marcha sistemática de análise

Marcha sistemática de análise

  • Identificação de cada íon só deve iniciar-se depois de terem sido identificados e eliminados da solução todos os outros íons interferentes

  • Durante as reações de identificação dos diferentes íons, deve-se recorrer também as reações de separação dos mesmos.

  • Nas reações de separação aproveita-se, geralmente, a diferença entre as solubilidades ou a diferença entre as volatilidades dos correspondentes compostos.

Marcha sistemática da análise dos íons Ca2+ e Ba2+

  • Marcha sistemática da análise dos íons Ca2+ e Ba2+

  • A reação não é específica para o Ca2+ porque o Ba2+ precipita de forma análoga.

  • Apos a filtração, o bário é retirado na forma de precipitado e pode-se, com o filtrado, determinar ou identificar o cálcio.

Os cátions (Mx+) podem ser separados em 5 grupos.

  • Os cátions (Mx+) podem ser separados em 5 grupos.

  • Quatro destes possuem um reagente precipitante de grupo e o quinto, contem os cátions que formam produtos solúveis com a maioria dos reagentes, de modo que não existe um reagente de grupo.

Peculiaridade a determinados reagentes, ou seja, os íons de comportamento análogo são reunidos dentro de um grupo.

  • Peculiaridade a determinados reagentes, ou seja, os íons de comportamento análogo são reunidos dentro de um grupo.

  • Os reagentes usados para a classificação dos cátions mais comuns são: HCl, H2S, NH4S e (NH4)2CO3.

  • A classificação baseia-se no modo como os cátions reagem a tais reagentes pela formação ou não de precipitados.

Identificação de cátions

Não é tão sistemática como a de cátions.

  • Não é tão sistemática como a de cátions.

  • Separação em grupos maiores é possível, com sais de prata, cálcio, bário e zinco.

  • Difícil separação em subgrupos.

Classe A:

  • Classe A:

i) Ânions que liberam gases quando reagem com ácido clorídrico (HCl) ou sulfúrico (H2SO4) diluídos:

  • CO32-, HCO3-,SO32-, S2O32-, CN-

A- + H+ gás(característico) + H2O

CO32- + 2H+ CO2(g) + H2O

  • CO32- + 2H+ CO2(g) + H2O

  • SO32- + 2H+ SO2(g) + H2O

  • CN- + H+ HCN(g)

  • S2O32- + 2H+ SO2(g) + S(s) + H2O

Ânions dessa subdivisão reagem com cálcio, bário e prata formando um precipitado:

  • Ânions dessa subdivisão reagem com cálcio, bário e prata formando um precipitado:

Ax- + Mn+ = MxAn (s)

  • CO32- + 2Ag+ Ag2CO3 (s)

  • SO32- + Ba2+ BaSO3 (s)

  • CN- + Ca2+ Ca(CN)2 (s)

O que vai diferenciá-los são algumas reações específicas de cada um:

  • O que vai diferenciá-los são algumas reações específicas de cada um:

    • Carbonato = com fenolftaleína
    • Carbonato de hidrogênio = com mercúrio
    • Sulfito = com dicromato, chumbo, zinco, hidróxido de níquel, teste de fuchsin e teste do sulfato de zinco nitroprussiano de sódio.
    • Tiossulfato de sódio = com chumbo, cianeto de potássio, teste do anel azul (molibdato), cloreto de ferro III, reagente nitrato de etilenediamina de níquel e iodeto.

ii) Ânions que liberam gases quando reagem com ácido sulfúrico (H2SO4):

ii) Ânions que liberam gases quando reagem com ácido sulfúrico (H2SO4):

  • F-, Cl-, Br-, I-, NO3-, ClO3-, ClO4-, BrO3-, SCN-

A- + H+ gás(característico) + outro(s) produtos(s)

Cl- + H2SO4 HCl (g) + HSO4-

  • Cl- + H2SO4 HCl (g) + HSO4-

  • 4NO3- + 2H2SO4 4NO2(g) + O2(g) + 2SO42- + 2H2O

  • 4KBrO3 + 2H2SO4 2Br2(g) + 5O2 (g) + 4K+ + 2SO42- + 2H2O

Ânions dessa subdivisão reagem ou com cálcio, ou bário e/ou prata formando um precipitado:

  • Ânions dessa subdivisão reagem ou com cálcio, ou bário e/ou prata formando um precipitado:

Ax- + Mn+ MxAn (s)

Classe B:

  • Classe B:

i) Ânions com reações de precipitação:

  • SO42-, PO43-, AsO43-, CrO42-, Cr2O72-, SiO32-

  • Ânions dessa subdivisão reagem ou com bário e/ou prata formando um precipitado:

Ax- + Mn+ MxAn (s)

ii) Ânions com reações de oxidação e redução:

ii) Ânions com reações de oxidação e redução:

  • Manganato, permanganato, cromato e dicromato.

  • Ânions dessa subdivisão reagem mudam seu número de oxidação (NOX):

  • MnO42- + Reagente Mn+2 + Produtos

  • CrO42-+ Reagente Cr+3 + produtos

Identificação de ânions

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