Relatório Grupo 4 De cátions

Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais

Graduação em Engenharia de Materiais

Química Analítica Experimental I

Professora Maria Celina Gonzaga da Matta Machado Fernandes

Alunos: Guilherme Augusto Oliveira de Sena Turma: G1

Data da prática: 04/04/2011

Título: Identificação e separação de cátions do grupo IV – Grupo do Cálcio(Ca+2, Sr+2 e Ba2+) .

Objetivos:

•Estudar as reaçoes características de identificação dos cations do Grupo IV.

•Separar e identificar os cátions do Grupo IV.

Introdução:

Os cátions do grupo IV não reagem com HCl, H2S e (NH4)2S. A separação destes cátions a partir dos grupos anteriores, normalmente é realizada por meio da precipitação destes como carbonatos em meio amoniacal. O reagente do grupo é uma solução de carbonato de amônio [(NH4)2CO3] na presença de quantidades moderadas de amônia ou íons amônio ou solução de carbonato de sódio (Na2CO3) na presença de um sal de amônio (cloreto ou nitrato de amônio).

Cálcio

O cálcio é o mais abundante dos elementos do grupo IIA da tabela periódica. Seus sais normalmente são pós brancos e formam soluções incolores, a menos que o ânion ligado ao íon Ca2+ seja colorido.

Os ensaios de chama de sais de cálcio produzem uma chama de coloração vermelho - tijolo.

Bário

O bário é o mais pesado de todos os quatro elementos que compõem o grupo IV de cátions, sendo que seus sais são muito tóxicos.

Nos ensaios de chama os sais de bário apresentam chama de coloração verde.

Estrôncio

Devido a sua posição na tabela periódica, o estrôncio possui propriedades intermediárias entre as apresentadas pelo cálcio e pelo bário. A identificação de estrôncio também pode ser feita via ensaio de chama sendo que, nesse caso, obtém-se uma coloração vermelho - carmim.

Características Analíticas dos Cátions do Grupo IV

Os cátions do grupo IV formam carbonatos insolúveis em água: BaCO3 (Kps = 8,1. 10-9), CaCO3 (Kps= 4,8 . 10-9) e SrCO3 (Kps = 1,6 .10-9). Na ausência de amônia ou íons amônio o magnésio também será precipitado como MgCO3 (Kps = 1,0 . 10-5). Na presença de um dos reagentes acima, estabelece-se o equilíbrio:

NH4+ + CO32- http://s3.amazonaws.com/magoo/ABAAAeqt0AA-1.jpgNH3 + HCO3-

Este equilíbrio diminui a concentração de íons carbonato no meio, de forma que o Kps do carbonato de magnésio não é atingido.

A utilização do (NH4)2CO3 ou do Na2CO3 deve ser feita em meio neutro ou ligeiramente alcalino já que estes reagentes são decompostos por ácidos (mesmo por ácido acético), formando dióxido de carbono:

CO32- (aq) + 2 CH3COOH (aq) http://s3.amazonaws.com/magoo/ABAAAeqt0AA-2.jpgCO2 (g) + H2O + 2 CH3COO-(aq)

Os carbonatos comerciais contêm sempre bicarbonato e carbamato. Estes compostos devem ser removidos antes de iniciar as reações do grupo, pois os sais alcalinos - terrosos destes compostos são solúveis em água. Isso pode ser feito fervendo-se a solução reagente por algum tempo. Desse modo, tanto o bicarbonato quanto o carbamato são convertidos em carbonatos

2 HCO3- (aq) http://s3.amazonaws.com/magoo/ABAAAeqt0AA-3.jpgCO32- (aq) + CO2 (g) + H2O

NH2COO- (aq) + H2O http://s3.amazonaws.com/magoo/ABAAAeqt0AA-4.jpgNH4+(aq) + CO32- (aq)

Deve-se levar em consideração o fato de que o sobrenadante separado de uma análise sistemática completa, normalmente se encontra saturado com sais de amônio. Assim, deve-se realizar um tratamento criterioso a fim de que não ocorram erros na identificação dos cátions desse grupo. Outro problema encontrado na identificação dos cátions do grupo IV ocorre na realização dos testes de chama com uma alça de platina, os quais são menos sensíveis do que os testes de identificação utilizando reações de precipitação e/ou de formação de compostos coloridos.

Materiais:

•Suporte para tubo de ensaio;

•3 Tubos de ensaio;

•Pipeta de Pasteur;

•Bastão de vidro;

•Vidro de relógio;

•Papel de tornassol vermelho;

•Alça de platina;

Reagentes:

•Carbonato de sódio 2,0 M;

•Solução Problema;

•Cloreto de amônio 5M;

•Ácido acético 3M;

•Cromato de potássio 1M;

•Ácido clorídrico 12 M;

•Sulfato de amônio 5%;

•Oxalato de amônio 0,25 M;

•Hidróxido de amônio 12 M;

•Solução contendo cátions cálcio bivalente;

•Solução contendo cátions estrôncio bivalente;

•Solução contendo cátions bário bivalente;

Equipamentos:

•Chapa elétrica;

•Centrífuga;

•Capela de exaustão.

Procedimento:

•Transferir