Estudo sistemático de separação e identificação de cátions

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Universidade Federal do Tocantins

Aula 1: Estudo sistemático de separação e identificação de cátions

Química Ambiental II

Discentes: Karita Santos Lemos

Sílvio Quintino de Aguiar Filho

Docente: Prof. Geiser Gabriel de Oliveira

Gurupi, 27 de Agosto de 2018

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1. INTRODUÇÃO

Tendo em vista a análise qualitativa sistemática, a classificação dos cátions se divide em cinco grupos diferentes, sendo eles:

Grupo I – Composto pelos que formam precipitados com a adição de ácido clorídrico diluído. Formando o grupo então pelos íons: prata, chumbo e mercúrio (I). Todos os precipitados são brancos.

Grupo II – São cátions que formam precipitados com ácido sulfídrico em meio ácido mineral. Os íons que compõem este grupo são cobre, bismuto, cádmio, mercúrio (II), arsênio (III), arsênio (V), antimônio (III), antimônio (V), estanho (II), estanho (III) e estanho (IV). Todos precipitados são pretos, exceto o CdS que é amarelo.

Grupo III – Composto pelos cátions que não reagem nem com ácido clorídrico nem com ácido sulfídrico em meio ácido mineral diluído. Os mesmos formam precipitados com sulfeto de amônio em meio neutro ou amoniacal. Os cátions deste grupo são: cobalto (II), níquel (II), ferro (III), cromo (III), alumínio, zinco e manganês (II). Todos precipitados são pretos, exceto ZnS que é branco e MnS que é rosado. 

Grupo IV –Composto pelos cátions que não reagem nem com reagentes do grupo I, nem do II, nem do III. Os mesmos formam precipitados com carbonato de amônio na presença de cloreto de amônio em meio neutro ou levemente ácido. Os cátions deste grupo são: cálcio, estrôncio e bário.  Todos precipitados são brancos.

Grupo V – Composto pelos cátions comuns, que não reagem com nenhum dos reagentes dos grupos I, II, III e IV formam o último grupo, que inclui os íons magnésio, sódio, potássio, amônio, lítio e hidrogênio. Precipitados: Mg(OH)2 azul, K chama violeta, Na chama amarela, NH4 teste fenolftaleína.

Esses grupos são divididos por suas reações a determinados reagentes. De acordo com a formação de precipitado com cada reagente os mesmos são devidamente incluídos em cada grupo.

1. OBJETIVO

Este experimento teve por objetivo separar e identificar os cátions do primeiro grupo, por meio de um estudo sistemático de reações por via úmida.

1. MATERIAIS

Tubos de ensaio        Centrífuga[pic 2][pic 3]

Chapa aquecedora        Béqueres[pic 4][pic 5]

Pisseta com água destilada        Pipeta volumétrica de 5,0 mL[pic 6][pic 7]

1. REAGENTES

• Solução de ácido clorídrico 2,0 mol/L
• Solução de nitrato de chumbo 0,05 mol/L
•  Solução de cromato de potássio 0,1 mol/L
• Solução de iodeto de potássio 0,1 mol/L
• Solução de HNO3 diluído
• Solução de nitrato mercuroso 0,05 mol/L
•  Solução de nitrato de prata 0,1 mol/L
• Solução de hidróxido de amônio 6,0 mol/L

1. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

        Separou-se os tubos que seriam utilizados e identificou-os.

        Foi medida a quantidade de 2,0 mL da amostra dissolvida (alíquota) e transferiu-a para um tubo de ensaio. Adicionou 20 gotas de solução de ácido clorídrico 2 mol/L. Onde observou a formação de um precipitado, e a mudança de coloração da solução de azul para branca, em seguida adicionou mais 0,5 mL de ácido clorídrico o precipitado aumentou se tamanho, agitou e centrifugou por 2 minutos a 2500 rpm. Transferiu-se então o sobrenadante para outro tubo de ensaio.

Adicionou-se então HCl no sobrenadante mas não houve formação de precipitado. Centrifugou a quente e transferiu o sobrenadante para outro tubo.
Adicionou –se gotas de KI, não observando mudanças. O outro grupo então separou o sobrenadante em dois tubos, onde, em um dos tubos adicionou-se KI e no outro foi adicionado gotas de K2CrO4, não houve mudanças.

Na amostra foi feita adição de K2CrO4 fazendo com que a mesma mudasse de coloração, evidenciando a presença de Pb2+, o que não ocorreu no experimento.

O resíduo foi lavado e centrifugado (a quente), onde, após o processo adicionou-se K2CrO4. Não houve a formação de precipitado, não havendo necessidade de uma nova lavagem, com isso, acidificou o meio com HNO3, onde constatou-se que o precipitado ficou branco, evidenciando a presença de Ag+.

1. RESULTADO E DISCUSSÕES

Foram medidos 2,0 mL da amostra dissolvida e transferida para um tubo de ensaio, sendo este o tubo 1. Neste tubo, foram adicionados cerca de 20 gotas de ácido clorídrico (HCl) diluído onde observou-se mudança de coloração (passou de azul para branco), sendo evidenciado a formação de precipitado branco. Com adição de mais 0,5 ml de HCl, verificou-se o precipitado ficou bem mais definido.

Nesta etapa, com a formação de precipitado branco, pode-se verificar que ali poderia ter algum (ou alguns) dos cátions do Grupo I (Ag+, Pb2+ e Hg22+), que em contato com HCl diluído formam cloretos com estes cátions, como mostrado nas reações químicas a seguir.

Ag+(aq) + Cl-(aq) → AgCl(s) ↓                                                        Kps = 1,82x10-10             (1)

Pb2+(aq) + 2 Cl-(aq) → PbCl2(s) ↓                                                   Kps = 1,70x10-5              (2)

Hg22+(aq) + 2 Cl-(aq) → Hg2Cl2(s) ↓                                               Kps = 1,20x10-18             (3)