Questões de vestibulares sobre Clima catografia

EXPERIÊNCIA N° 07 – ANÁLISE DE CÁTIONS

1. OBJETIVOS:[pic 1]

• - Verificar a ocorrência de reação química, na pesquisa

de cátions,por precipitação, mudança de coloração,entre

outros indícios de reação;

• - Identificar cátions em algumas amostras através da

análise por via úmida;

• - Caracterizar os diversos grupos de cátions;

2. INTRODUÇÃO:

Entre os ensaios de análise química destacam-se aqueles que levam à identificação dos constituintes de uma amostra mineral. O conjunto das técnicas utilizadas nos referidos ensaios, constituem os métodos de análise química qualitativa.

Para reconhecer uma matéria, pode-se transformá-la em outra através de uma reação química e com uma das propriedades distintas. As reações podem serpor via seca e por via úmida.

A análise por via seca consiste de uma análise minuciosa das características da amostra (cor, brilho, clivagem, etc.) que é feita, em geral, com auxílio de um microscópio, para posterior análise dos seus constituintes; usando a pérola de bórax em um fio de platina nos ensaios de chama, que a depender do cátion constituinte da amostra apresenta certa tonalidade; testes em tubos de calcinação em que há desprendimento gasoso (ou formação de resíduos) que nos dá a constituição da amostra.

Na análise por via úmida, em geral, faz-se a técnica da semicronálise, que consiste na análise de pequeníssima quantidade de amostra (com substâncias em solução), precisando-se para isso de equipamentos extras e numerosos reagentes orgânicos e inorgânicos. A técnica da microanálise, apesar de usar quantidades menores de amostras que na semicronálise, tem por base os mesmos princípios desta última. As análises por via úmida geralmente são aplicadas às reações facilmente perceptíveis aos nossos sentidos nas quais verificamos formação de precipitado, mudança de coloração ou mesmo desprendimento de gás, sendo visual, a maioria das reações químicas, podendo até percebê-las por meio do olfato (o que não é muito conveniente devido ao grande número de gases tóxicos que podem desprender de certas reações químicas).

Em geral, as reações por via úmida são distintas das por via seca, devido ao uso na última de materiais fundentes (fusão da amostra com auxílio de carbonatos, metafosfatos, bórax).

Ambas as técnicas apresentam as seguintes vantagens:

1. São rápidas, mas não deixam de ser precisas.
2. Os materiais usados nas mesmas ocupam pouco espaço.
3.  A economia de reagentes torna-se bastante acentuada.

Novas técnicas e novos equipamentos estão sendo testados e aprimorados nas químicas qualitativa e quantitativa para análise de amostras em solução (ou aquelas aplicadas diretamente a amostras sólidas). Atualmente, são utilizados os Métodos Instrumentais da Análise: os métodos ópticos com a análise espectral, espectrofotometria do visível e ultravioleta, a absorção atômica, fotometria de chama de emissão, a fluorescência; métodos turbidimétricos e nefelométricos; métodos eletroanalíticos, potenciometria, condutimetria, polalografia; métodos cromatográficos e outras técnicas de análise cada vez mais sofisticadas. O que limita essas técnicas é o fato de que alguns cátions não são detectáveis, além de que não são todos os laboratórios que dispõem de tão caros equipamentos.

Nesta prática será estudada a análise por via úmida usando a “análise de toque” com ensaios em escala semimicro e micro para compostos ou íons, além de utilizar outras operações e aparelhos característicos dos ensaios de gotas.

Para os fins de Química Analítica os cátions dos metais estão divididos em cinco grupos de acordo com as propriedades comuns que eles apresentam.

PRIMEIRO GRUPO:também chamado de grupo da prata contém os metais cujos cloretos são insolúveis ou muito pouco solúveis, e cujos sulfetos são insolúveis em ácidos diluídos. Por conseguinte podem ser precipitados de suas soluções por meio do acido clorídrico diluído ou acido sulfídrico.

São classificados no primeiro grupo: Ag+, Hg22+(mercúrio (I)) e Pb2+.

Em solução contendo excesso de íons cloreto o PbCl2 não é muito solúvel à temperatura ambiente, mas sua solubilidade aumenta rapidamente com o aumento da temperatura. Somente uma parte dos íons Pb2+ precipita-se no grupo da prata. Um resfriamento da solução ou a adição de um excesso de Cl– pode reduzir a quantidade de íons Pb2+ que é levada ao próximo grupo analítico. Se somente uma pequena quantidade de íons Pb2+ estiver presente, em uma solução desconhecida, pode não precipitar PbCl2, mas um teste positivo para o chumbo(II) pode ser obtido na análise do grupo II.

Durante a precipitação dos cloretos do grupo da prata, a concentração dos íons H+ deve ser mantido a um valor relativamente alto para prevenir a precipitação de oxicloretos solúveis de bismuto e antimônio, pertencente ao segundo grupo de cátions.

SEGUNDO GRUPO: Compreende Hg(II), Pb(II), Bi(III), Cu(II), Cd(II), Sb(III) e Sn(IV). Os compostos desses cátions se caracterizam por precipitarem como sulfetos em solução ácida pelo sulfeto de hidrogênio (H2S). Em geral, utiliza-se a tioacetamida (CH3CSNH2) que, em meio ácido ou básico, tende a se hidrolisar quanto aquecido:

CH3CSNH2 + 2H2O + H+→ CH3COOH + NH4+ + H2S

        Os sulfetos de antimônio e estanho são solúveis em sulfeto de amônio ou em solução de hidróxido de sódio; a mistura dos cátions restantes é praticamente insolúvel. Por isso é comum subdividir este grupo em dois sub-grupos: o grupo II A, que compreende o Hg(II), Pb(II), Bi(III), Cu(II), Cd(II); o grupo II B que compreende o Sb(III), Sb(V), Sn(IV) e Sn(IV).

Se a concentração dos íons hidrônio for muito alta, os sulfetos de cádmio, chumbo(II) e estanho (II e IV) não se precipitam completamente; por outro lado, se a concentração de íons hidrônio for muito pequena, sulfetos de zinco, níquel e cobalto podem precipitar-se, se os íons correspondentes estiverem presentes. Se os íons Ag+ e Hg2+2 não forem removidos como cloretos, seus sulfetos irão precipitar-se com esse grupo.