Disciplina: Química Analítica Clássica I E

Disciplina: Química Analítica Clássica I E

“Fundamentos analíticos e reações dos cátions do grupo da prata”

1 – OBJETIVO

        Este relatório tem por objetivo relatar o procedimento de identificar os cátions do Grupo I.

        

2 – INTRODUÇÃO

Segundo Vogel (1981) uma análise qualitativa consiste na identificação dos constituintes de uma amostra podendo ser de natureza mineral, vegetal ou animal. Assim para fins de análise qualitativa, os cátions (íons com carga positiva) foram classificados em cinco grupos. A divisão destes grupos baseou-se no modo de como os cátions reagem a tais reagentes, pela formação ou não de precipitados. Reagentes estes que são o ácido clorídrico (HCl), ácido sulfídrico (H2S), o sulfeto de amônio e o carbonato de amônio. Grupo I: os cátions deste grupo formam precipitados brancos quando entram em contato com o ácido clorídrico diluído. Sendo os íons classificados por: Chumbo (Pb+), que em contado com o ácido dito acima fica cloreto de chumbo, prata (Ag+), e o mercúrio (I) (Hg22+). Neste experimento usamos apenas o Chumbo (Pb+).

A solubilidade está muito relacionada com as interações elétricas entre as moléculas do solvente que utilizamos para dissolver um determinado material. Um dos tipos mais comuns de reação que ocorre em solução aquosa é a reação de precipitação, caracterizada pela formação de um produto insolúvel, ou precipitado. Um precipitado é um sólido insolúvel que se separa da solução. As reações de precipitação envolvem geralmente compostos iônicos.

        Quando misturamos um ácido e uma base, uma substância irá neutralizar as propriedades da outra, pois elas reagem quimicamente entre si e, por isso, essa reação é denominada de reação de neutralização. Segundo a teoria de Arrhenius, o ácido libera em meio aquoso o cátion (H+), enquanto a base libera ânion (OH-), portanto, quando colocados para reagir, os íons se neutralizam. Os fatores que influenciam sobre uma reação química em solução são: a natureza do solvente, a temperatura, a presença de catalisadores.

        A estrutura dos sais, no estado sólido, é composta por átomos ou grupos de átomos mantidos numa rede cristalina, conhecidos como compostos iônicos. Logo sabemos que o sal é toda substância, que em meio aquoso, sofre dissociação (segundo Arrhenius), ao se dissolverem num solvente as substancias dissociam-se partículas carregadas de modo que o liquido resultante são bons condutores de eletricidade, chamados de eletrólitos fortes. Mas também tem os eletrólitos fracos, que em geral são compostos covalentes que sofrem ionização limitada. (VOGUEL, 5ª edição).

         Os sais são formados e a partir da reação entre um ácido e uma base. Ao mesmo tempo, o cátion fornecido pela base une-se ao ânion fornecido pelo ácido e forma um sal.

• Relação ácido base:

        De acordo com a teoria de Bronsted-Lowry, um ácido é uma substância que tem tendência de perder próton, e uma base é uma substância que tende a receber próton.         Uma reação de neutralização é aquela que ocorre entre um ácido e uma base, onde produzem um sal e água. O sal é um composto iônico constituído por um cátion diferente de H+ e um ânion diferente de OH-.

Ácido + base                   sal + água[pic 1]

        Logo ácidos são compostos covalentes, que sofrem ionização e liberam cátion, que é responsável pelas características que distinguem os ácidos dos outros grupos, entre elas: os ácidos liberam íons para o meio que conduzem corrente elétrica, e mudam a cor de certas substâncias.

        A separação dos íons chumbo pode ser realizada, por exemplo, pela precipitação dos íons sob forma de cloreto, seguindo-se o tratamento da mistura com água quente. O cloreto de chumbo será dissolvido. Após a filtração da solução quente, os íons chumbo passarão para o filtrado onde poderão ser identificados por meio de reações características.

        O chumbo é mal condutor de eletricidade. É um metal de cor branco azulado e brilho metálico, e quando exposto ao ar torna-se cinza, por recobrir-se por uma camada de óxido. Em estado sólido não é tóxico, mas seus vapores possuem grande toxicidade. É dúctil e maleável, tão mole que pode ser riscado com a unha, mas muito denso (d= 11,3g/cm3). Não é encontrado puro na natureza, mas na forma de compostos minerais, geralmente, sulfurados (como o sulfeto de chumbo). Seu potencial de oxidação em relação ao hidrogênio é de + 0,126 V, sendo assim, é relativamente resistente à corrosão – ainda mais porque o óxido formado que recobre o metal  serve de proteção e apassiva o processo de corrosão.

O cloreto de chumbo é muito mais solúvel (Tabela 1), só precipitando se a concentração do íon Pb2+ for elevada. Portanto, geralmente quando se é feita esta análise qualitativa dos cátions, boa parte do chumbo é deixado em solução para precipitar como sulfeto de chumbo com o 2º grupo de cátions (MATTA, 2008).

SAL	KPS	Solubilidade a 25ºC (mol/L)	Solubilidade a 25ºC (g/L)	Solubilidade a 100ºC (g/L)
PbCl2	1,7 x 10-5	1,6 x 10-2	4,5	33,4

Tabela 1: solubilidade do cloreto de chumbo.

O ácido clorídrico é preferido para a precipitação do grupo porque cria e/ou mantém uma acidez na solução (VOGEL, 1981). As equações iônicas da precipitação dos cloretos insolúveis são: