Cátions do Grupo V
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1
RESUMO
Foi realizado o preparo de solução de nitrato de prata. Em seguida fizeram-se reações de
identificação dos cátions do grupo V, que tem como reagente precipitante o ácido clorídrico,
reagindo com os íons Ag2+
, Hg2+
e Pb2+
. Logo após houve a separação dos cátions do grupo
V, precipitando-os na forma de seus cloretos insolúveis e separando-os através de reações
específicas. O experimento foi satisfatório para a compreensão das reações em análise
qualitativa.
2
1 INTRODUÇÃO
A química analítica qualitativa é a área da química a qual são estudados os mais
variados fundamentos e técnicas de análise química, permitindo que se possa realizar a
identificação de substâncias contidas em um meio. O estudo analítico desses componentes
pode ser realizado utilizando-se parâmetros qualitativos e quantitativos. A química analítica
qualitativa se preocupa com a identificação de moléculas ou íons existentes em misturas.
Enquanto, a química analítica quantitativa tem o objetivo de avaliar em que proporção se
encontra essas substâncias. Com isso, no desenvolvimento de uma análise se torna necessário
a aplicação desses dois parâmetros, sendo que os estudos devem inicialmente seguir os
procedimentos qualitativos para que posteriormente possa ser aplicada a análise quantitativa.
(ALEXÉEV, 1982)
A análise qualitativa abrange diferentes métodos, os quais se adequam a cada tipo de
componente químico que se deseja identificar e em que escala de identificação. Os
procedimentos analíticos são divididos em macroanálise, onde ocorrem ensaios em escala
relativamente grande, fazendo-se, portanto necessário à utilização de materiais como béqueres
de 250 mL e grandes tubos de ensaio. Na semimicroanálise ocorre análises da ordem de 10 a
20 vezes menores em comparação com a macroanálise, trabalha-se então com tubos de ensaio
de 5 a 10 mL. A microanálise trabalha com análises de proporções até 100 vezes menores que
na macroanálise, portanto deve-se utilizar muitas vezes um microscópio para auxiliar o exame
qualitativo. (BACCAN et al, 1988)
A execução de procedimentos analíticos realizados na escala de semimicroanálise
apresenta muitas vantagens, onde entre elas destacam-se o consumo reduzido de substâncias
químicas, aumento da velocidade da análise e eficiência na separação. (VOGEL, 1981)
São bem amplos os métodos existentes para a realização de análises qualitativas, entre
eles podemos citar um dos mais utilizados que é a análise de soluções. Esse procedimento nos
permite identificar determinadas espécies químicas, onde dependendo do tipo de reações e
quais componentes estão presentes no meio pode-se observar mudanças na coloração da
solução, mudanças de temperatura, desprendimento de gases, e formação de precipitados.
Outros métodos mais modernos utilizados são análises através de espectrográficos,
cromatográficos e nucleares. (BACCAN et al, 1988)
3
Durante uma análise qualitativa pode-se utilizar dois tipos de ensaios para
identificação. O primeiro é através de reações por via seca, onde esse tipo de ensaio não se faz
necessário dissolver a amostra para executar a identificação dos componentes químicos, ou
seja, a análise é feita com a amostra em estado sólido. O segundo caso é através de reações
por via úmida o qual as amostras estão dissolvidas em solução. (ALEXÉEV, 1982)
Um dos principais tipos de ensaios através de reações por via seca é o teste da chama.
Este tipo de procedimento baseia-se em colocar a amostra em contato com uma chama
(provinda de um bico de Bunsen), e analisar a coloração emitida pela mesma. (BACCAN et
al, 1988)
Os ensaios através de reações por via húmida, os quais utilizam amostras dissolvidas
em soluções, é o tipo de análise mais utilizado na química analítica qualitativa. As análises de
gotas também se destacam, mostrando-se um processo econômico por usar poucas gotas dos
reagentes e das amostras contidas em solução. (BACCAN et al, 1988)
Uma solução é caracterizada como uma mistura homogênea entre duas ou mais
substâncias, onde há a existência de um soluto, que pode ser um sólido, gás, ou outro líquido
que se apresente em menor quantidade, e um solvente líquido que está em maior quantidade.
(CHANG; GOLDSBY, 2013)
O preparo de uma solução tem o objetivo de dissolver totalmente um determinado
soluto em um solvente adequado, trabalhando de forma a deixar a mistura homogênea e com
o aspecto brando, ou seja, de forma que já não se possa mais identificar onde está o soluto. É
comum haver a utilização de vidrarias volumétricas como pipeta, bureta e balão volumétrico,
instrumentos os quais auxiliaram na medição de volumes específicos de líquidos a serem
trabalhados. As vidrarias também auxiliaram na contenção dos reagentes e no processo de
homogeneização da solução. (SKOOG et al, 2007)
Um dos principais objetos de análise na identificação de componentes químicos, em
ensaios com a utilização de reações por via húmida, é a formação de precipitados. O
precipitado é caracterizado como um sólido insolúvel, derivado da ligação entre dois íons, que
vem a se separar da solução, depositando-se no fundo do recipiente. (CHANG; GOLDSBY,
2013)
4
A formação de um precipitado está relacionada à sua solubilidade em meio aquoso. A
solubilidade é a quantidade de uma substância dissolvida em um solvente de forma a produzir
uma solução saturada. A essa solubilidade é atribuído um valor que possibilita a previsão da
formação de um precipitado. Esse valor é conhecido como constante de produto de
solubilidade (Kps), que pode ser definida como sendo a constate de equilíbrio que existe entre
íons de um soluto em uma solução aquosa saturada. Quando os valores da constante de
solubilidade (Kps) são muito baixos, a substância é caracterizada como insolúvel, um exemplo
é o cromato de chumbo PbCrO4 que apresenta constante de solubilidade igual a 3,0.10-13
.
(BROWN et al, 2004)
Em testes de análise qualitativa é ainda abordado o conceito de reação seletiva. Esse
tipo de reação ocorre com números restritos de íons em condições específicas, onde o teste
apresentará resultados positivos para todos. Outro caso é quando o teste analítico dá resultado
positivo em apenas um íon, caracterizando assim a reação como sendo específica. (BACCAN
et al, 1988)
Os procedimentos existentes na análise qualitativa tem o objetivo de determinar a
presença de determinadas substâncias existentes em um meio, através da observação de
peculiaridades e caraterísticas específicas que cada tipo de componente químico apresenta.
Algumas substâncias apresentam características semelhantes a outras, fazendo necessário que
estes sejam então separados em determinados grupos. Esse agrupamento torna a análise mais
sistemática, uma vez que a aplicação de uma análise pode nos proporcionar a ideia de que
componentes estão sendo analisados através da observação das características do grupo que os
representa. (VOGEL, 1981)
Na análise qualitativa os cátions são separados em cinco grupos, onde o grupo I
apresenta os cátions Na+, K
+ e NH4
+, o grupo II apresenta os cátions Mg
2+, Ba
2+, Ca
2+ e Sr
2+, o
grupo III apresenta os cátions Fe2+
, Fe3+
, Al3+
, Cr3+
, Ni2+
, Co2+
, Zn2+
e Mn2+
, o grupo IV
apresenta os cátions Hg2+
, Pb2+
, Bi3+
, Cu2+
, Cd2+
, As3+
, As5+
, Sb3+
, Sb5+
, Sn2+
e Sn4+
, e por fim
o grupo V apresenta os cátions Ag+, Pb
2+ e Hg2
2+. (BACCAN et al, 1988)
O grupo V, formado pelos cátions Ag+, Pb
2+ e Hg2
2+, tem como reagente de
identificação principal o ácido clorídrico HCl diluído em 2 mol/L. Este grupo apresenta
precipitados insolúveis quando seus íons característicos estão ligados a cloretos, brometos,
5
iodetos, sulfetos, hidróxidos e carbonatos. E apresenta compostos solúveis quando os mesmos
estão ligados a nitratos e acetatos. (VOGEL, 1981)
O chumbo é um metal de coloração cinza azulado e apresenta ponto de fusão em
327,5ºC. Esse elemento é significativamente abundante na crosta terrestre e é encontrado
naturalmente presente em plantas, consequência provinda de processos de capitação e
incorporação. Muito do chumbo existente na natureza também é encontrado no ar. A poluição
do ar consequente da presença desse elemento é provinda da contaminação de grandes
indústrias que durante seus processos liberam gases que estão ricos com a presença desse
metal. (SCHIFER et al, 2005)
Os íons de chumbo Pb2+ são bastante solúveis em concentrações médias de ácido
nítrico e seus cloretos e sulfetos são insolúveis. Quando aquecido no bico de Bunsen os íons
de chumbo liberam luz da cor azul-pálida. (VOGEL, 1981)
O mercúrio é um metal de coloração branco prateado o qual se apresenta no estado
líquido em temperatura ambiente, apresentando ponto de fusão em -39ºC. Os seus íons
mercúrio (I) Hg22+ e mercúrio (II) Hg2+, apresentam características e comportamentos bem
diferentes quanto aos reagentes empregados em suas análises. O grupo V tem como
componente presente apenas o íon Hg22+, sendo que o íon Hg2+ é trabalhado na análise do
grupo IV. (VOGEL, 1981)
O elemento mercúrio é caracterizado por ser um dos poluentes mais tóxicos presentes
na natureza, e por esse motivo desperta grande preocupação ambiental. Seu manuseio em
laboratório deve ser realizado com o auxilio da capela de exaustão uma vez que este é muito
volátil e apresenta grande perigo para a saúde. (DAMAS et al, 2014)
A prata é um metal de coloração branca e tem ponto de fusão em 960,5ºC. Esse metal
se caracteriza por ser bastante maleável, dúctil, e por ter boa condutividade elétrica. A prata
pode ser encontrada na natureza em diversos minerais como no caso do mineral argentita
(Ag2S). Esse elemento também é conhecido por ser pouco reativo e ser resistente a corrosão.
(SOUZA et al, 2013)
Os íons de prata Ag+ são insolúveis em ácido clorídrico e em ácido nítrico e sulfúrico
diluídos. São solúveis quando esses ácidos se apresentam com valores de concentração
maiores. (VOGEL, 1981)
6
2. OBJETIVOS
2.1 Geral
Identificar e separar, por meio de análise qualitativa, os cátions dos grupos V.
2.2 Específicos
Preparar solução em determinada concentração.
Identificação dos cátions do grupo V por análise qualitativa.
Entender os conceitos e técnicas de reações químicas através de precipitações.
Separar os cátions do grupo V, por meio de reações seletivas e reações específicas.
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3 PARTE EXPERIMENTAL
3.1 Materiais
Balança semi-analítica (KERN 430-21, capacidade 50 g, d= 0,001 g)
Balão volumétrico de 100 mL
Banho-maria
Bastão de vidro
Béquer de 150 mL
Béquer de 25 mL
Bico de Bunsen
Centrífuga (LOGEN, LSDTL40B)
Conta gotas
Espátula
Esponja de aço
Estante para tubos
Frasco reagente
Lâmina de cobre
Papel toalha
Pipetador graduado
Pisseta
Pinça de madeira
Pinça metálica
Pipeta volumétrica de 25 mL
Tubo de ensaio
3.2 Reagentes
Ácido acético (CH3COOH; 6,0 mol/L)
Ácido clorídrico (HCl; 6,0 mol/L)
Ácido nítrico (HNO3; 6,0 mol/L)
Ácido sulfúrico (H2SO4; 2,0 mol/L)
Água destilada
Cloreto de estanho (SnCl2; 0,1 mol/L)
8
Cloreto de mercúrio (HgCl, 0,2 mol/L)
Cromato de potássio (K2CrO4; 1,0 mol/L)
Dicromato de potássio (K2Cr2O7; 0,2 mol/L)
Hidróxido de amônia (NH3OH; 3,0 mol/L)
Hidróxido de amônio (NH4OH 6,0 mol/L)
Hidróxido de sódio (NaOH; 4,0 mol/L)
Hidróxido de sódio (NaOH; 6,0 mol/L)
Nitrato de chumbo (Pb(NO3)2; 0,2 mol/L)
Nitrato de prata (AgNO3; 0,2 mol/L)
3.3 Procedimento Experimental
3. 3. 1 Preparo de solução
Inicialmente efetuou-se a limpeza das vidrarias com água, solução detergente e água
destilada, após a lavagem colocou-se as mesmas sobre o papel toalha até ficarem
completamente secas. Em seguida colocou-se um béquer sobre uma balança semi-analítica e a
mesma foi tarada. Posteriormente, foi transferido 3,397 g de nitrato de prata para o béquer
utilizando uma espátula. Logo após o béquer ser retirado da balança dissolveu-se o soluto
contido neste, adicionando água destilada com uma pisseta. Adiante a solução foi transferida
com o auxílio de um bastão de vidro para um balão volumétrico de 100 mL, e com um conta
gotas aferiu-se o menisco. Por fim, a solução foi homogeneizada e com o auxílio de um
bastão de vidro foi realizado a transferência da mesma para um frasco reagente, que antes foi
ambientado com a solução. O frasco reagente foi rotulado com os dados do AgNO3.
3. 3. 2 Identificação dos cátions do grupo V
Na reação de identificação da prata por via úmida, colocou-se, em um tubo de ensaio,
5 gotas de solução de nitrato de prata 0,2 mol/L e cerca de 5 gotas de água destilada. A
mistura foi agitada e em seguida adicionou-se solução de hidróxido de sódio 4,0 mol/L.
Posteriormente, a mistura foi centrifugada e lavou-se o precipitado três vezes.
Na reação de identificação do chumbo, foi adicionado, em um tubo de ensaio, 5 gotas
de nitrato de chumbo 0,2 mol/L, 5 gotas de água destilada, 1 gota de ácido acético 6,0 mol/L e
1 gota de cromato de potássio 1,0 mol/L. A fim de confirmar a presença do cátion Pb2+
, foi
9
adicionado 10 gotas de hidróxido de sódio 6,0 mol/L, agitando-se até dissolver. Em seguida,
acrescentou-se uma pequena quantidade de ácido acético 6,0 mol/L.
Na outra reação de identificação do chumbo, foi colocado 5 gotas de nitrato de
chumbo 0,2 mol/L e 2 gotas de ácido sulfúrico 2,0 mol/L, observando-se a formação de
precipitado.
Na reação de identificação do mercúrio, colocou-se, em um tubo de ensaio, 5 gotas de
cloreto de mercúrio 0,2 mol/L e algumas gotas de hidróxido de amônia 3,0 mol/L, o suficiente
para a solução precipitar. Para confirmar a presença de mercúrio na mistura, centrifugou-se o
precipitado e o mesmo foi lavado com três porções de água destilada. A água foi desprezada e
juntou-se ao precipitado 3 gotas de ácido nítrico 6,0 mol/L e 8 gotas de ácido clorídrico 6,0
mol/L. Então, com o auxílio de uma pinça de madeira, foi levado o tubo de ensaio para o
aquecimento no bico de Bunsen de forma a evaporar a solução até obter-se um volume
mínimo (correspondente a cerca de três gotas). A solução foi diluída e posteriormente foi
levada novamente a centrifugação. Após a retirada do sobrenadante, realizou-se a
confirmação da presença do mercúrio, adicionando-se 3 gotas de cloreto de estanho 0,1 mol/L
ao líquido sobrenadante.
Na outra reação de identificação do mercúrio, colocou-se, em um tubo de ensaio
contendo uma solução levemente ácida de cloreto de mercúrio, uma lâmina de cobre que foi
anteriormente limpa com uma esponja de aço. Após alguns minutos na solução, retirou-se a
lâmina de cobre, com uma pinça metálica.
3. 3. 3 Separação dos cátions do grupo V
Colocou-se, em um tubo de ensaio, 4 gotas de nitrato de prata 0,2 mol/L, 4 gotas de
nitrato de chumbo 0,2 mol/L, 4 gotas de cloreto de mercúrio 0,2 mol/L e 12 gotas de ácido
clorídrico 6,0 mol/L. A mistura foi centrifugada e em seguida o sobrenadante foi retirado com
o auxilio de um conta gotas. Foi testado se a precipitação foi completa adicionando-se 1 gota
de ácido clorídrico ao líquido sobrenadante, que foi desprezado após o teste. Posteriormente
lavou-se o precipitado com 2 mL de água destilada contendo 3 gotas de ácido clorídrico 6,0
mol/L. A mistura foi agitada, centrifugada e em seguida desprezou-se o líquido sobrenadante,
formando o Precipitado I.
10
Ao Precipitado I, foi adicionado 4 mL de água destilada, e o mesmo foi levado, com o
auxílio de uma pinça de madeira, ao banho-maria, para ser aquecido durante três minutos,
agitando-o constantemente. O líquido sobrenadante que poderia conter Pb2+
foi centrifugado e
decantado, e em seguida foi adicionado 2 gotas de ácido acético 6,0 mol/L e 4 gotas de
dicromato de potássio 0,2 mol/L. Foi adicionado água destilada e levou-se, com uma pinça de
madeira, o tubo de ensaio para o banho-maria, permanecendo por pouco tempo, formando o
que pode ser chamado de Precipitado II.
O precipitado II foi lavado com 4 mL de água destilada e em seguida foi aquecido em
banho-maria. Foi centrifugado e testado novamente a presença de Pb2+
, adicionando-se 2
gotas de ácido acético 6,0 mol/L e 4 gotas de dicromato de potássio 0,2 mol/L, realizando-se a
lavagem até que não ocorresse nenhuma reação positiva de Pb2+
.
Ao Precipitado I, adicionou-se 2 mL de hidróxido de amônio 6,0 mol/L agitando-o
bem. Em seguida, o liquido sobrenadante foi centrifugado e decantado, que pode conter
nitrato de prata. Foi confirmado a presença de Ag+, adicionando-se, ao líquido sobrenadante,
3 mL de ácido nítrico 6,0 mol/L.
11
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Preparo de solução
Na Tabela 1 são apresentados os resultados dos cálculos para preparar a solução de
AgNO3.
Tabela 1 – Dados utilizados no preparo da solução de AgNO3.
Concentração (mol/L) Massa (g) Volume de solução
(mL)
AgNO3 0,2 3,397 100
Fonte: O autor
4.2 Identificação dos cátions do grupo V
A Figura 1 mostra a identificação do íon Ag+ por meio da precipitação do Ag2O,
podendo ser observado um precipitado de cor marrom escuro.
Figura 1 – Identificação do íon Ag+.
Fonte - O autor
12
A precipitação do íon Ag+ ocorre de acordo com a Reação 1, no qual esse precipitado
dissolve-se com facilidade em NH4OH. (BACCAN et al, 1988)
2Ag+ + 2OH− ↔ Ag2O(s) + H2O (1)
Pode ser visto na Figura 2 a identificação do íon Pb2+
através da formação de
precipitado amarelo de PbCrO4.
Figura 2 - Identificação do íon Pb2+
com o CrO42−.
Fonte – O autor
A formação do precipitado visto na Figura 2 ocorre conforme a Reação 2.
Pb2+ + K2CrO4 ↔ PbCrO4(𝑠)+ 2K+ (2)
Para confirmar a presença Pb2+
o precipitado foi dissolvido em NaOH, como pode ser
visto na Figura 3. A Reação 3 mostra a dissolução desse precipitado. Depois foi adicionado
ácido acético, deixando o meio ligeiramente ácido, havendo à formação de outro precipitado
de cor amarela.
Pb2+ + NaOH ↔ Pb(OH)2 + Na+ (3)
13
Figura 3 – Dissolução do precipitado PbCrO4.
Fonte – O autor
É possível observar na Figura 4 a reação de identificação do íon Pb2+
mediante a
precipitação do PbSO4. O precipitado branco é formado de acordo com a Reação 4.
Pb2+ + SO42− ↔ PbSO4(s)
(4)
Figura 4 – Identificação do íon Pb2+
com o SO42−.
Fonte – O autor
14
Deve-se ter cuidado com a concentração do ácido sulfúrico na solução, pois devido a
formação de HSO4− o sulfato de chumbo dissolve-se em H2SO4, como observado na Reação 5
e visto na Figura 5. (BACCAN et al, 1988)
PbSO4(s)+ 2H+ + SO4
2− ↔ Pb2+ 2HSO4− (5)
Figura 5 – Dissolução do precipitado PbSO4 por excesso de H2SO4.
Fonte – O autor
Na Figura 6 é mostrado a identificação do íon Hg22+ por um precipitado de Hg0 +
HgNH2Cl de cor cinza, como visto na Reação 6.
Hg2Cl2 + 2NH3 ↔ Hg0 + HgNH2Cl + NH4+ + Cl− (6)
Na confirmação da presença do íon Hg22+, com o precipitado anterior, foi realizado a
reação com o SnCl2 formando por final um precipitado de Hg0 de cor cinza, descrito nas
Reações 7e 8 que pode ser observado na Figura 7 .
15
Figura 6 – Identificação do íon Hg22+ com NH3.
Fonte – O autor
2HgCl22− + Sn2+ ↔ SnCl6
2− + Hg2Cl2(s) (7)
Hg2Cl2(s)+ 4Cl− + Sn2+ ↔ 2Hg0
(s)+ SnCl6
2− (8)
Figura 7 – Identificação do íon Hg22+ com o SnCl2.
Fonte – O autor
16
Pode-se observar na Figura 8 a identificação do Hg22+ com o cobre metálico, em que o
mercúrio metálico se deposita sobre a lâmina de cobre, reação que pode ser vista na Reação 9.
Hg22+ + Cu(s) ↔ Cu2+ + 2Hg(s) (9)
Figura 8 – Identificação do Hg22+ com o Cu2+.
Fonte – O autor
Na Figura 8 não é tão nítido visualmente a identificação do Hg22+, no entanto é
possível observar uma leve diferença na extremidade superior da lâmina de cobre, obtendo
assim um aspecto mais claro neste mesmo local.
4.3 Separação dos cátions do grupo V.
Ao misturar todos os cátions do grupo V com HCl 6,0 mol/L, observou-se a formação
de um precipitado. Sabe-se que o ácido clorídrico é o reagente precipitante comum dos
cátions desse grupo, a Figura 9 mostra a formação do precipitado após a adição do ácido. Este
precipitado foi chamado de Precipitado 1.
17
Figura 9 – Precipitado 1.
Fonte – O autor
Os cátions deste grupo são precipitados na forma de cloretos insolúveis após a adição
de um ligeiro excesso de HCl, com exceção do cloreto de chumbo que apresenta apreciável
solubilidade em água. As Reações 10, 11 e 12 abaixo mostram o processo de formação desses
precipitados. (BACCAN et al, 1988)
33 HNOAgClHClAgNO (10)
3223 22)( HNOPbClHClNOPb (11)
HClClHgHClHgCl 222 222 (12)
Estão presentes no Precipitado 1 os compostos: AgCl ; 22ClHg ; 2PbCl .
18
Após o aquecimento do Precipitado 1 com água destilada, espera-se que o íon 2Pb
por ter uma solubilidade apreciável em água, tenha ficado em solução. Restando no
precipitado apenas os cloretos de mercúrio e de prata (Precipitado 2).
Precipitado e sobrenadante foram separados, supõem-se que no sobrenadante esteja
presente a maior parte dos íons 2Pb .
Após a adição de cromato de potássio no sobrenadante, observou-se a formação de um
precipitado amarelo de cromato de chumbo ( 4PbCrO ), o que confirma a presença do chumbo
no sobrenadante e dá por finalizada a separação da maior parte do íon na solução. É possível
observar esse precipitado na Figura 10. (BACCAN et al, 1988)
Figura 10 - Precipitado de cromato de chumbo.
Fonte – O autor
A Reação 13 apresenta como se dá o processo de precipitação do chumbo com o íon
cromato.
19
4
2
4
2 PbCrOCrOPb (13)
O Precipitado 1 passou novamente pelo processo de lavagem e aquecimento a fim de
eliminar quaisquer resíduos de chumbo presentes. Os testes só prosseguiram quando não se
verificou mais nenhum resquício de chumbo na amostra.
Ao adicionar hidróxido de amônio no Precipitado 1, Observa-se a formação de um
precipitado cinza em pequenas quantidades, o que indica a presença de Hg22+, na Figura 11 é
possível observar esse precipitado.
Figura 11 - Precipitado de (HgNH2Cl + Hg°)
Fonte – O autor
A Reação 14 mostra como se dá a formação do precipitado de amido-cloreto de
mercúrio e mercúrio metálico.
Hg2Cl2 + NH3 ↔ Hg(NH2)Cl + Hg° + NH4+ + Cl− (14)
20
Com a adição de amônia no meio, a prata foi solubilizada, pois formou o íon
complexo [Ag(NH3)2]+, assim como segue a Reação 15. Precipitado e sobrenadante foram
separados. (VOGEL, 1981)
AgCl + 2NH3 ↔ [Ag(NH3)2]+ + Cl− (15)
A fim de provar a existência de prata no sobrenadante, foi adicionado ácido nítrico na
solução, que novamente precipitou a prata na forma de AgCl, separando assim todos os
cátions do grupo V, a Figura 12 mostra o precipitado branco que foi o produto dessa reação.
Figura 12 – Precipitado de AgCl
Fonte – O autor
A adição de HNO3 deslocou o equilíbrio no sentido da formação do cloreto de prata,
assim como segue na Reação 16. (VOGEL, 1981)
[Ag(NH3)2]+ + HNO3 + Cl− ↔ AgCl + NH4NO3 + 3H+ (16)
21
5 CONCLUSÃO
Através dos experimentos realizados, é possível concluir que as técnicas de
identificação e separação de cátions têm importância considerável nos estudos de química
analítica qualitativa, e que os cátions do grupo V apesar de apresentarem características
parecidas e reagirem da mesma forma em alguns sistemas, podem ser facilmente separados
através de reações específicas, considerando as características individuais de cada íon.
22
6 REFERÊNCIAS
ALEXÉEV, V. Análise qualitativa. Porto: Lopes da Silva, 1982.
BACCAN, N.; GODINHO, O. E. S.; ALEIXO, L. M.; STEIN, E. Introdução à
semimicroanálise qualitativa. 2. ed. Editora da Unicamp, 1988.
BROWN, T. L.; LEMAY, H. E.; BURSTEN, B. E.; BURDGE, J. R. Química: la ciencia
central. 9. ed. México: Pearson Educación, 2004.
CHANG, R.; GOLDSBY, K. A. Química. 11. ed. Porto Alegre: MGE, 2013.
DAMAS, G. B; BERTOLDO, B.; COSTA, L. T. Mercúrio: da antiguidade aos dias atuais.
Rev. Virtual Quim., Rio de Janeiro, v. 6, n. 4, p. 1010-1020, mar. 2014.
SCHIFER, T. S.; BOGUSZ JUNIOR, S.; MONTANO, M. A. E. Aspectos toxicológicos do
chumbo. Informa, v. 17, n. 5/6, p. 67-72, 2005.
SKOOG, D.A.; WEST, D.M.; HOLLER, F.J.; STANLEY, R.C. Fundamentos da química
analítica. 8. ed. São Paulo: Thomson, 2007.
SOUZA, G. D.; RODRIGUES, M. A.; SILVA, P. P.; GUERRA, W. Prata: breve histórico,
propriedades e aplicações. Educación química, México, v. 24 p. 14-16, jan. 2013.
VOGEL, A. I. Química analítica qualitativa. 5. ed. São Paulo: Mestre Jou, 1981.
23
ANEXO I
CÁLCULOS PARA PREPARO DE SOLUÇÃO
Nitrato de prata (AgNO3, 0,2 mol/L)
Massa Molar do AgNO3 = 169,87 g/mol
169,87 g --------------- 1 mol
X --------------- 0,2 mol
X = 33,97 g
33,97 g --------------- 1 L
Y --------------- 0,1 L
Y = 3,397 g Y: massa que foi pesada para o preparo da solução de AgNO3.
24
ANEXO II
LISTA DE EXERCÍCIOS
1. Explicar porque se usa HCl a frio como reagente precipitante do grupo V de cátions. Que
poderia acontecer se fosse usado HCl concentrado para fazer esta precipitação?
Resposta- A solução deve estar suficientemente ácida com HCl pra prevenir a oxidação dos
oxi-cloretos de bismuto (III) e antimônio (III). O excesso, muito grande, de ácido deve ser
evitado pra que não haja redissolução do precipitado devido à formação de cloro- complexos
solúveis, fracamente dissociados, com o excesso de íons cloreto.
2. No que consiste o “desproporcionamento” do Hg22+? Que importância isso tem na análise
qualitativa?
Resposta- O desproporcionamento é a auto-oxidação-redução na presença de amônia em
excesso. Produzindo mercúrio metálico finamente dividido de coloração negra. A formação
desse resíduo negro é em geral uma indicação suficiente da presença de mercúrio (I) na
amostra original.
3. Explicar por que o AgCl dissolve-se em meio amoniacal e reprecipita quando HNO3 é
adicionado?
Resposta- A solução de amônia diluída dissolve o precipitado de AgCl, formando o
complexo diaminoargentato. A amônia que se encontra em equilíbrio com os íons
diaminoargentato é convertida no íon amônio pelos íons H+ provindos do HNO3, deslocando
assim o equilíbrio de dissociação do complexo diaminoargentato para a direita. Os íons prata
então se combinam com os íons cloreto da solução voltando a formar o precipitado branco de
AgCl.
4. Uma solução contendo um íon desconhecido dá um precipitado branco com a adição de
solução de HCl. Quando aquecido com água quente esse precipitado dissolve-se e a solução
obtida dá um novo precipitado ao ser tratada com solução de K2Cr2O7 que por sua vez, depois
de separado, é solubilizado em NaOH. Baseando-se nessa observação, quais dos seguintes
compostos poderiam estar presentes:
Pb(NO3)2, BaCl2, AgNO3, Hg(NO3)2?
Resposta- PRESENTES: Pb(NO3)2
INDEFINIDOS: AgNO3, Hg(NO3)2
AUSENTES: BaCl2
25
5. Por que a fórmula do íon mercuroso é escrita Hg22+ e não Hg
+?
Resposta- O íon Hg22+é encontrado na forma de dímero, ou seja, Hg
+- Hg
+.
6. Uma amostra sólida pode conter qualquer um dos seguintes sais: PbCl2, Hg2(NO3)2, Ag2S,
PbCO3. Desenvolver um esquema de análise que permita determinar quais destes compostos
estão presentes na amostra proposta.
Resposta-
Adicionar água destilada e levar ao banho-maria solubilizando o chumbo, acrescentar
H2SO4 que reagirá com o PbCl2 e o PbCO3 formando um precipitado branco caso esteja
presente o íon Pb2+
.
Adicionar NaOH, que caso haja Ag+ reagirá formando um precipitado de cor marrom
escuro.
Colocar uma lâmina de cobre na solução, que caso tenha Hg22+ reagirá como cobre se
depositando sobre a lâmina, adquirindo um aspecto prateado.
7. Desenvolver um esquema simplificado de análise, com um número mínimo de etapas, para
cada uma das seguintes misturas de dois cátions em solução.
a) Hg22+
e Pb2+
Resposta-
HCl
PPT não PPT K2CrO4
coloração amarela - positivo
PPT
NH4OH coloração escura - positivo
Hg22+
e Pb2+
Pb2+
Pb2+
Hg22+
e Pb2+
Hg2Cl2 Hg22+
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b) Ag(NH3)2+
e Pb2+
Resposta-
AgCl, Pb2Cl2
CH3COOH
NH4OH K2CrO4
HNO3
AgCl
PPT branco
8. Descrever quais as implicações que os seguintes “erros” no procedimento analítico terão
sobre os resultados da análise dos cátions do grupo V.
a) Após a adição do HCl diluído e aquecimento, a solução é deixada resfriar à temperatura
ambiente antes de ser centrifugada.
Resposta- É sabido que o íon Pb2+
precipitado na forma de PbCl2, apesar de ser sólido tem
apreciável solubilidade em água e a sua remoção de um meio é feita mediante o aquecimento
da solução e posteriormente a retirada do sobrenadante que irá conter o íon. Aquecer a
solução dos cátions do grupo V e retirar o sobrenadante só depois de a solução resfriar
resultará em uma não remoção completa do íon Pb2+
da solução, pois o íon ao resfriar,
retornará a sua forma sólida.
b) Após a remoção do PbCl2 precipitado na etapa anterior, o sólido remanescente (AgCl e/ou
Hg2Cl2) não é lavado exaustivamente com água quente antes da adição de NH4OH 6 mols.L-1
.
Resposta- Esta ação implicará que os íons Pb2+
não serão totalmente removidos do meio e
após a adição de NH4OH 6 mols.L-1
, o íon Pb2+
irá precipitar junto com o íon Hg22+,
contaminando o precipitado, pois o chumbo forma compostos insolúveis na presença de
bases, assim como segue a reação abaixo:
2Pb2+ + 2NH4OH ↔ 2Pb(OH)2 ↓ +2NH3
Pb2+
Ag (NH3)2+ PbCrO4