Indentificação Dos cátions Do Grupo 2

1. INTRODUÇÃO

A importância da análise de cátions é a identificação ou pesquisa dos elementos ou íons que constituem uma substância. Quando recebemos uma amostra desconhecida, o primeiro passo é determinar quais as substâncias que nela estão presentes. A análise sistemática de cátions é uma prática comum nos laboratórios de Química Analítica tanto na análise qualitativa realizada no meio acadêmico quanto na indústria, na identificação dos mais diferentes tipos de amostras desconhecidas.

Esta prática é fruto de um vasto conhecimento de química acumulado em décadas por inúmeros pesquisadores e cientistas que conheciam a reatividade de muitas classes de compostos orgânicos e inorgânicos, bem como a propriedade de muitos deles.

2. FUNDAMENTAÇÃO TEORICA

Para fins de análise qualitativa sistemática, os cátions são classificados em cinco grupos baseados na formação de precipitados, utilizando-se um ânion em comum, com o qual um grupo de espécies catiônicas forma composto pouco solúvel. Assim, cada grupo apresenta um reagente característico que provoca a precipitação de todos os elementos do grupo, separando-os dos demais.

Neste trabalho será apresentado o estudo realizado com os cátions pertencentes ao grupo II da tabela periódica, magnésio (Mg2+), cálcio (Ca2+), estrôncio (Sr2+) e bário (Ba2+).

Todas as soluções dos íons desse grupo são incolores e seus sais apresentam caráter iônico e são brancos ou incolores, a menos que esteja presente um ânion colorido. Embora solúveis em água, os nitratos de estrôncio e bário podem ser precipitados pela adição de ácido nítrico concentrado. Os íons dos metais alcalinos terrosos não hidrolisam significativamente em soluções e seus íons são bivalentes. Os hidróxidos de cálcio, estrôncio e bário são bases fortes.

Apresentam configurações eletrônicas similares. Porém, o magnésio é o metal que apresenta propriedade mais diferenciada do restante do grupo, devido ao seu pequeno tamanho e por esta razão, às vezes não é classificado junto com esses elementos no processo de separação analítica

2.1 Propriedades dos cátions do Grupo II

Magnésio: O hidróxido de magnésio é um de seus compostos menos solúveis. A alta solubilidade de muitos compostos de magnésio é atribuída ao pequeno tamanho do íon Mg2+, o que favorece a sua hidratação.

Cálcio: O cálcio é o elemento mais abundante dos metais alcalinos terrosos. Seus compostos menos solúveis são os carbonatos e oxalatos.

Estrôncio: O estrôncio possui propriedades intermediárias entre o cálcio e o bário. Reage com a água no ar úmido, formando o óxido ou hidróxido. Reage com a água formando o hidróxido de estrôncio e hidrogênio. Os ácidos diluídos dissolvem o estrôncio facilmente, com desprendimento de gás hidrogênio.

Bário: O Bário é o elemento mais pesado desses quatro elementos e seus íons são muito tóxicos. O cromato de bário é um dos compostos menos encontrados na análise qualitativa.

3. OBEJETIVO

Identificar e provar experimentalmente a presença de cátions do grupo I (Ba2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+) em uma solução problema através de técnicas de análises químicas, entre elas a precipitação; observar as reações que os cátions do grupo II apresentam com determinados reagentes.

4. PERTE EXPERIMENTAL

4.1 Materuais e Reagentes

• Solução 0,2 mol/ dos sais de Na+, K+ e NH+

• Solução de NaOH 4 mol/L

• Solução de NH4OH 1,0 mol/L

• Solução de ácido tartárico (H2C4H4O6) 1,0 mol/L

4.2 Procedimentos

Reações com Mg+2

1) Reação com base forte: Adicionou-se cinco gotas de cloreto de magnésio 2 mol/L e cinco gotas de hidróxido de sódio 4 mol/L em um tubo de ensaio e observou-se o ocorrido.

2) Reação com carbonato de amônio: Preparou-se dois tubos de ensaio contendo cinco gotas de cloreto de magnésio 2 mol/L com cinco gotas de carbonato de amônio 0,5 mol/L, cada. Depois de observado as misturas, os tubos foram aquecidos em banho Maria e depois, os dois foram centrifugados. Após serem retirados da centrifuga, o sobrenadante foi despejados. Em um dos tubos foi adicionado algumas gotas de ácido clorídrico 6 mol/L e observou-se o tubo. No outro, adicionou-se algumas gotas de cloreto de amônio 4 mol/L e se observou o ocorrido.

3) Reação com hidrogeno fosfato de sódio: Adicionou-se em tubo de ensaio 2 gotas de solução de cloreto de magnésio 2 mol/L, 10 de ácido clorídrico 6 mol/L, duas de hidrogenofosfato de sódio 6 mol/L e, lentamente, gotas de hidróxido de amônio 6 mol/L até que o meio se tornasse alcalino, testando-se com papel de ternasol.

Reações com Ca2+, Sr2+ e Ba2+

1) Reação com carbonato de amônio: para cada um, preparou-se dois tubo de ensaio contendo 10 gotas de solução de cloretos contendo seus respectivos íons (Ca2+, Sr2+ e Ba2+) e adicionou-se em cada um dos tubos 5 gotas de carbonato de amônio 0,5 mol/L. Aqueceu-se os tubos em banha Maria, centrifugou-se e desprezou-se o sobrenadante. Em um dos dois tubos preparados para cada íon adicionou-se algumas gotas de acido acético e no outro gotas de cloreto de amônio.

2) Reação com oxalato de amônio: Preparou-se tubos de ensaio, separados, contendo 3 gotas de solução de cloretos contendo cada um dos íons Ca2+, Sr2+ e Ba2+. Adicionou-se 5 gotas de ácido acético e 6 gotas de oxalato de amônio 0,25 mol/L em cada tubo. Em seguida aqueceu-se os tubos e observou-se o que acorria.

5. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Determinação de magnésio, Mg2+

1) Reação com base forte (NaOH):

Mg2+ + 2OH- → Mg (OH)2(s)

Formou-se um precipitado branco e gelatinoso de hidróxido de magnésio. Sabe-se que este precipitado é solúvel na presença de sais de amônio devido a diminuição do íons de OH¬-, segundo a reação:

NH4+ + OH- ↔ NH3 +H2O

O aumento da concentração de íons NH4+ ocasiona um deslocamento do