Cations do grupo V

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ – UNIFEI

EXPERIÊNCIA 1 – CÁTIONS DO GRUPO V

QLI - QUÍMICA LICENCIATURA – NOTURNO

ITAJUBÁ – MG

1. RESUMO

Identificar os cátions do grupo V através de reações específicas ou teste de chama durante as aulas práticas de Química Analítica Qualitativa.

2. INTRODUÇÃO

É de suma importância análisar e identificar os elementos ou íons que são contídos em uma substância. Diante de amostras desconhecidas, faz-se necessário identificar as substâncias que nela estão presentes. Neste ponto a Análise Química Qualitativa é de suma importância para a resolução deste impasse.

Para que se possa classificar os cátions, busca-se as peculiaridades de cada grupo. Onde conclui-se que há ou não existencia de cátions de determinado grupo na amostra analisada.

Para tanto é necessário a utilização de reações específicas para este grupo ou através de ensaios de chama.

Quando trata-se de cátions análisando através de reações específicas, geralmente utiliza-se ácido clorídrico, ácido sulfúrico, sulfeto de amônio e o carbonato de amônio. Entende-se que quando tais substâncias reagem formando precipitado ou não, este fato é o que difere a solubilidade dos cloretos, sulfetos e carbonatos.

Para testes utilizando chama utiliza-se o bico de busen. O bico de busen, é um bico de gás usado em laboratórios. Seu princípio de funcionamento é através de uma haste vertical, onde há um orifício que permite a entrada de oxigênio, sendo sua queima realizada na parte superior da haste. Existem regulagens que controlam a entrada de gás e ar.

O bico de busen é utilizado para vários procedimentos laboratoriais que requer aquecimento, porém para procedimentos mais sofisticados utiliza-se aquecedores elétricos.

A chama oferecida pelo bico de busen apresenta três partes: Cone interno Azul,onde compreende o gás não queimado; Uma ponta luminosa, onde só pode ser visível com o orifício de ar quase fechado; Uma chama chama luminosa externa, na qual produz queima completa do gás. Como pode ser observado na figura 1.[1]

Partes Nomeclatura Características

A Zona de temperatura mais baixa. Menor temperatura, localizada na base da chama, utilizada para testar substâncias voláteis.

B Porção mais quente da chama. Parte mais quente da chama, zona de fusão, fica entre a base e o manto. Utilizada para ensaios de fusibilidade das substâncias.

C Zona oxidante inferior Localizada na borda mais externa de (B), utilizada oxidação de substâncias dissolvidas.

D Zona oxidante superior Ponta não luminosa da chama, possui grande excesso de oxigênio, não é tão quente quanto (C), com isso pode ser utilizada em processos de oxidação onde não necessita de altas temperaturas.

E Zona redutora Superior Ponta do cone interno azul, grande quantidade de carbono incandescente.

F Zona redutora Inferior Borda interna do manto próximo ao cone azul, local onde os gases redutores se misturam

Figura 1. – Chama bico de busen e suas caracteristicas.

3. DESENVOLVIMENTO

3.1 PROCEDIMENTO 1 – REAÇÕES DO ÍON SÓDIO (Na+)

3.1.1 TESTE DE CHAMA (2.1.1)

Material utilizado para a realização do teste de chama: Bico de Busen, Fio de Platina, Vidro de Relógio, HCl Concentrado e NaCl.

Utilizando o bico de busen em sua chama mais oxidante foi realizada a limpeza do fio de platina. Para a limpeza foi necessário aquecer o fio de platina e mergulhar numa solução de HCl concentrado. Este processo foi repetido até que o fio de platina não apresentou nenhuma coloração quando exposto a chama.

3.1.2 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Para o teste de chama para identificação do sódio, mergulhou-se o fio de platina no HCl concentrado e numa pequena porção de sal, levando o fio de platina à chama do bico de busen. Onde pode-se observar uma coloração alaranjada intensa, que cessou após o término da queima do sal.

NaCl + HCl →

3.2 PROCEDIMENTO 2 – REAÇÕES DE ÍON DE POTÁSSIO (K+)

3.2.1 REAÇÃO COM COBALTONITRITO DE SÓDIO (2.2.2)

Material utilizado para reação foram: Tubo de ensaio, Cloreto de potássio 0,2 mol L-1, ácido acético 3 mol L-1, Acetato de sódio 3 mol L-1, cobaltonitrito de sódio 0,2 mol L-1.

Num tubo de ensaio foi inserido 3 gotas de solução de Cloreto de potássio 0,2 mol L-1 , 3 gotas de ácido acético 3 mol L-1 e 3 gotas de Acetato de sódio 3 mol L-1, 6 gotas de cobaltonitrito de sódio 0,2 mol L-1.

3.2.2 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Pode-se observar a formação de um precipitado de coloração amarela que se decantou, depositando-se no fundo do tubo de ensaio. Onde a formação de precipitado incou a presença de potássio.

3K+ + [ Co(NO2)63-] → K3[Co(NO2)6](s)

3.3 REAÇÃO COM ÁCIDO PERCLÓRICO (2.2.3)

Material utilizado na reação foram: Tubo de ensaio, cloreto de potássio 0,2 mol L-1, solução de ácido perclórico 20%.

Num tubo de ensaio adicionou-se 3 gotas de cloreto de potássio 0,2 mol L-1 e 5 gotas de solução de ácido perclórico 20%.

3.3.1 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Pode-se observar a formação de precipitado branco em pequena porção no fundo do tubo de ensaio. Onde a formação desse precipitado branco indica a presença de potássio.

KCl + HClO4→ KClO4 + HCl

3.3 PROCEDIMENTO 3 – REAÇÕES COM ÍON DE MAGNÉSIO (Mg2+) (2.4)

3.3.1 REAÇÃO COM BASE FORTE (2.4.2)

Material utilizado na reação foram: tubo de ensaio, nitrato