Transcript
Universidade Federal do Tocantins
Relatório de aula prática
Reação de Caracterização de Cátions do Grupo III
Sub-grupo do Fe: Fe3+, Al3+, Cr3+
Sub-grupo do Zn: Zn2+, Co2+, Ni2+, Mn2+
Prof:Dr.
Elisanda Disciplina:Química Analítica
Dupla: Rafaela
Carneiro Lima Teixeira
Célio Gomes Goveia
Herinque
Posiano Azevedo
Palmas 14 de Abril de 2010
Sumário
Introdução --------------------------------------------------------------
---------------------------01
Materiais utilizados -----------------------------------------------------
--------------------------02
Reagentes Utilizados ----------------------------------------------------
------------------------03
Procedimentos realizados -----------------------------------------------
----------------------04
Conclusão ----------------------------------------------------------------
---------------------------09
Referências Bibliográficas ---------------------------------------------
------------------------10
Introdução
Os cátions do grupo III são conhecidos como grupo do sulfeto de
amônio, pois todos precipitam como hidróxido ou sulfetos em solução
saturada de sulfeto de hidrogênio na presença de amônia e cloreto de amônio
ou solução de sulfeto de amônio 1,2. Os cátions deste grupo são: Fe3+ e
Fe2+, Al3+, Cr3+, Ni2+, Co2+, Mn2+ e Zn2+.
Cinco desses elementos são elementos de transição, entre eles, cromo,
manganês, ferro, cobalto e níquel, e por esta razão pode-se esperar que
suas propriedades sejam aquelas de elementos que tem uma camada interna de
elétrons incompleta, isto é, valência variada, íons coloridos e forte
tendência para formar íons complexos 2.
O grupo III, também chamado de grupo do sulfeto de amônio, compõe-se
de íons de sete metais que são precipitados como hidróxidos ou sulfetos
numa solução tamponada com NH4OH/NH4Cl, contendo (NH4)2S. Cinco desses
elementos, crômio, manganês, ferro, cobalto e níquel são elementos de
transição e por esta razão pode-se esperar que suas propriedades sejam
aquelas de elementos que têm uma camada interna de elétrons incompleta,
isto é, valência variável, íons coloridos e uma forte tendência para formar
íons complexos.
Para assegurar uma separação adequada dos cátions do grupo III,
quando se faz a análise de uma amostra desconhecida, deve-se evitar a
precipitação de cátions do grupo II (Mg2+, Ca2+, Ba2+ e Sr2+). Destes íons
somente o Mg2+ pode precipitar como hidróxido em presença de NH4OH, mas o
NH4Cl impede essa precipitação: a alta concentração de íons NH4+, devido ao
efeito de íon comum, reduz a concentração de íons OH- de tal modo que o Kso
do Mg(OH)2 não seja atingido.
01
Materiais utilizados
Aquecedor magnético
2 Béqueres
11 tubos de ensaios
2 pipetas de pastuer
1 suporte para os tubos de ensaios
1 pisceta com água destilada
Detergentes para lavagem dos mateirais
Àgua destilada e água comum
02
Reagentes Utilizados
. Sulfato de Alumínio (Al2(SO)4) 1 Mol/L
Dicromato de potássio -K2CrO4 0,5 Mol/L
Sulfato de ferro -FeSO4 0,5 Mol/L
Ácido clorídrico -HCl 2Mol/L
Hidróxido de sódio - NaOH 1Mol/L
Cloreto de cálcio - CaCl2 0,5Mol/L
Sulfato de Manganes - MnSO4 1Mol/L
Ácido Nítrico - HNO3 1Mol/L
Carbonato de Sódio- Na2CO3 0,5 Moll/L
.
03
Procedimentos
realizados
1)Solução de hidroxido de sódio(NaOH):
a)Al2(SO)4 + 3NaOH Al(OH)3
Cor:Branca
Explicar reação e anotar a cor do precipitado formado:
Com a adição de 1ml de cada reagente obteve um precipitado
precipitado de tri-hidróxido de alumínio.
Teste de solubilidade em:
-excesso de reagente:
Al(OH)3 + OH- [Al(OH)4]-
Cor:Transparente
Explicar o que acontece:
O precipitado dissolve-se em excesso do reagente formando íons tetra-
hidróxidoxialumínio.
A reação é reversível, e qualquer reagente reduza suficientemente a
concentração do íon hidroxila faz com a reação se processe da direita para
a esquerda coma consequente precipitação do hidróxido de alumínio.
b) K2CrO4+ 3NaOH Cr(OH)3
Explicar reação e anotar a cor do precipitado formado:
Na reação feita na aula não formou precipitado e a solução adquiriu uma
tonalidade amarelo ouro porém no vogel a mesma reação segundo o autor
VOGEL, A. I. Química Analítica Qualitativa, Editora Mestre Jou, São Paulo,
1981, 282 p, há o aparecimento de um precipitado de hidróxido de
cromo(lll).A diferença deve-se aparentemente ser devido a
reagente vencido.
Teste de solubilidade em:
Cr(OH)3 + NaOH [Cr(OH)4]-
Explicar o que acontece:
A reação reversível: por adição de ácidos, o precipitado dissolve-se. Em
excesso de reagente, o precipitado dissolve-se facilmente, sendo formados
íons tetrahidroxicromato(lll),ou íons cromito.
A solução de cor verde e a reação sendo a reação reversível ;por leve
acidificação e também fervendo, o hidroxido de cromo (lll) o que não foi
realizado na durante a aula
04
prática a substância irá se precipitar.
c) MnSO4 + 2NaOH Mn(OH)2
Cor: Branco
Explicar reação e anotar a cor do precipitado formado e explicar o que
acontece após o término da reação:
Precipitado inicialmente branco de hidróxido de manganês (ll) sendo
insoluvel em excesso de reagente .Ele se oxida rapidamente em contato com o
ar, tornando-se marrom
e formando o dióxido MnO(OH)2:
Mn(OH)2 precipitado + O2 + H2O MnO(OH)2 precipitado + 2OH-
O peróxido de hidrogênio converte rapidamente o hidróxido de manganês
(ll) em dióxido de manganês hidratado.
Mn(OH)2 precipitado + H2O2 MnO(OH)2 precipitado + H2O
d) FeSO4 + 2NaOH Fe(OH)2 + Na2SO4
Cor: Verde musgo
Explicar reação e anotar a cor do precipitado formado:
A soluçãode sódio : precipitado branco de hidróxido de ferro
(ll),Fe(OH)2, em completa ausência de ar,insolúvel em excesso, mas
solúvel, mas solúvel em ácidos. Após exposição ao ar, o hidróxido de ferro
(ll) é rapidamente oxidada,produzindo ,por fim,um precipitado marrom
avermelhado de hidróxido de ferro (lll). Em condições normais ,ele se
apresenta como um precipitado verde sujo ; adição de peróxido de hidrogênio
oxida-o imediatamente a hidróxido de ferro(lll).
Teste de solubilidade em:
-Excesso de HCl:
Fe(OH)2 + HCl FeCl2 + 2H2O
Explicar o que acontece:
O ácido clorídrico diluído ou concentrado dissolvem o precipitado verde
sujo formando sais de Fe(ll) e lliberando hidrogênio.
e) CoCl2 + NaOH + HNO3 Co(OH)NO3
Cor: Azul
Explicar reação e anotar a cor do precipitado formado:
05
A frio, precipita um sal básico azul,e se durante a aula ele fosse
aquecido com álcali (ou ,ás vezes simplesmente com a adição de excesso de
reagente ),o sal é transformado
em um precipitado rosa de hidróxido de cobalto(ll).Parte do precipitado,
contudo passa para a solução.
Teste de solubilidade em:
-excesso de NaOH:
Co(OH)NO3 + OH- Co(OH)2 + NO3-
f) ZnSO4 + 2NaOH Zn(OH)2
Cor: Branco
Explicar reação e anotar a cor do precipitado formado:
Precipitado brancoe gelatinoso, hidróxido de zinco que é solúvel em
ácidos.
Teste de solubilidade em:
-excesso de reagente:
Zn(OH)2 + 2OH- [Zn(OH)4]2-
Explicar o que acontece:
O hidróxido de zinco se constitue,pois, em um composto anfótero.
2)Solução de carbonato de sódio (Na2CO3):
a) Al2(SO4)3 + Na2CO3 + 3H2O Al(OH)3 + H2CO3
Explicar reação e anotar a cor do precipitado formado:
Precipitado branco de hidŕoxido de alumínio, porque o carbonato de sódio
neutaliza ácido liberado na hidrólise do alumínio,formando o dióxido de
carbono.
Teste de solubilidade em:
-excesso de reagente:
O precipitado dissolve-se em excesso de reagente
Al(OH)3 + CO32- [Al(OH)4]- + HCO3-
b) MnSO4 + Na2CO3 MnCO3
Cor: Branco
06
Explicar reação e anotar a cor do precipitado formado:
O Carbonato de sódio reage com sulfato de manganês formando um
precipitado de carbonato de de manganês,que somente se solubiliza em ácidos
como por exemplo o ácido acético.
Teste de solubilidade em:
-em presença de HNO3:
MnCO3 MnO + CO2
Explicar o que acontece:
A fusão de algums compostos de manganês com o carbonato de sódio e um
agente oxidante (o clorato de potássio ou nitrato de potássio) da uma massa
verde de manganto
alcalino. O ensaio pode ser potássio e carbonatos de sódio (se não disposer
de uma lâmina de platina ,um caco de porcela quebrado pode ser empregado),
ou fundindo uma
pérola de caboato de sódio com uma quantidade de de compostos de manganês
na chama oxidante,derramando a massa fundida,enquanto quente ,em pouco
clorato ou nitrato de potássio em pó e reaquecendo porém na aula o
precipitado só foi aquecido.
c) FeSO4 + Na2CO3 FeCO3 + Na2SO4 2Fe(OH)3 + H2CO3
Cor: Marrom avermelhado
Explicar reação e anotar a cor do precipitado formado:
Precipitado inicialmente avermelhado gelatinoso hidrogênio de ferro
(lll),FeCO3 , insoluvel em excesso de reagete ,mas soluvel em ácidos.
O hidróxido de ferro (lll) é convertido, por um forte aquecimento, em
óxido de ferro(lll); o óxido calcinado é dificilmente solúvel em ácidos
diluídos ,mas dissolve-se por ebulição prolongada com ácido clorídrico
concentrado.
d) CoCl2 + Na2CO3 CoCO3
Explicar reação e anotar a cor do precipitado formado:
Ocorre a reção formando carbonato de cobalto de cor roxa e gelatinosa em
virtude dos íons de cobalto não haver se dissolvidopor completo.
Teste de solubilidade em:
– em presença de HNO3:
CoCO3 + 2HNO3 CoNO3 + H2O + CO2
Explicar o que acontece:
07
Ocorreu uma efervecência devido de dióxido de carbono, a solução se
solubilizou e
ficou uma solução básica de cor rosa.
e) ZnSO4 + Na2CO3 ZnCO3
Explicar reação e anotar a cor do precipitado formado:
Há formação de um precipitado branco gelatinoso devido a e o hidróxido e
o óxido de zinco reagem por sua vez com o dióxido de carbono presente na
atmosfera formando carbonato de zinco, que sendo aderente à superfície e
relativamente bastante insolúvel .
Teste de solubilidade em:
- em presença de HCl:
ZnCO3 + 2HCl ZnCl2 + H2O + CO2
O ácido clorídrico consegue dissolver o carbonato de zinco originando
água, dióxido de carbono e cloreto de zinco.
08
Conclusão
A prática consistiu em identificar os cátions ferro (II) e (III),
alumínio (III), cromo (III), níquel (II) e cobalto (II), envolvendo os
conceitos sobre reações de precipitação, ácidos e bases e complexação. Foi
possível verificar através dos experimentos como os metais do grupo III
formam complexos coloridos e estáveis e as diferentes solubilidades de
seus. Hidróxidos.
Considerando que as separações são muito importantes na análise
qualitativa, é conveniente considerar as principais separações que ocorrem.
Na análise inorgânica qualitativa, os cátions são inicialmente separados
precipitando-os da solução em grupos. Esta separação é baseada nas
diferenças de solubilidade apresentadas pelos compostos formados com
reagentes adequados, que são denominados de reagentes de grupo.
Muitos dos íons do grupo III formam compostos coloridos, e esta
propriedade é
empregada em suas identificações. Os íons Fe3+, Al3+, Cr3+ são
precipitados como hidróxidos,
enquanto que os demais são precipitados como sulfetos. Os íons Fe3+, Cr3+
e Zn2+ são
separados de outros íons usando-se propriedades anfóteras de seus
hidróxidos.
Os metais deste grupo não são precipitados pelos reagentes dos grupos
I e II, mas todos são precipitados pelo o gás sulfídrico, na presença do
cloreto de amônio, a partir de soluções tornadas alcalinas pela a amônia.
Os metais, com exceção do alumínio e do cromo que são precipitados como
hidróxidos devido à hidrólise completa dos sulfetos em solução aquosa, são
precipitados como sulfetos.
09
Referências Bibliográficas
1. VOGEL, A. I. Química Analítica Qualitativa, Editora Mestre Jou, São
Paulo, 1981, 227 p.
2. http://www.ebah.com.br/relatorio-cations-do-grupo-iii-doc-a26619.html
10
