Relatório de um experimento realizado na disciplina de química analítica qualitativa do grupo II.

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RESUMO
No experimento realizado foi possível fazer a análise qualitativa dos cátions
do grupo II ( Mg2+, Ba2+, Ca2+ e Sr2+ ) por diferentes reações de identificação.
Estas por sua vez, indicam a presença dos cátions em questão de acordo
com suas características.
1. INTRODUÇÃO
Um cátion nada mais é que um átomo que perdeu elétrons em sua camada de
valência, ficando assim com carga positiva. 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 (
DANTAS, 2006 ).Para analisarmos determinados cátions precisamos saber de
suas propriedades, oSódio (Na) pertence ao grupo dos metais alcalinos(IA) da
tabela periódica. Em estado livre, é um metal prateado e branco. Mais leve que
a água e tão mole quanto o fósforo branco, pode ser cortado, a temperatura
ambiente, com uma faca. É encontrado em combinação com os elementos em
numerosos compostos naturais, como o sal de cozinha (NaCl, cloreto de
sódio). Inicialmente conhecido sob a forma de cloreto e carbonato de sódio, o
elemento metálico foi preparado pela primeira vez, em 1807, por HumpryDavy,
ao estudar a eletrólise (passagem decorrente elétrica) de soluções alcalinas,
principalmente as de soda cáustica (NaOH, hidróxido de sódio). É o sexto
elemento em abundância na natureza e constitui 2,8% da crosta terrestre.
Conduz facilmente o calor e a eletricidade e apresenta o efeito fotoelétrico, ou
seja, emite elétrons quando exposto à luz. Os sais de sódio são de colorações
branca e tipicamente solúveis em água. Em solução aquosa são quimicamente
inertes e não são reduzidos a seus íons metálicos. O hidróxido de sódio é
muito solúvel em água e é uma fonte comum de íons OH-. Os sais de sódio
frequentemente cristalizam como hidratos. Já o Potássio (Ka), é um metal

2. branco-prateado e mole que pode ser cortado com faca. Sua luminosidade é
inferior à do lítio. Oxida-se facilmente em contato com o oxigênio da atmosfera,
e por isso deve ser guardado sobre querosene, isolado do ar. Sétimo metal em
abundância no planeta, o potássio constitui 2,6% das rochas magmáticas da
crosta terrestre, como a silvina e a carnalita. É também encontrado em
minérios como a kainita, schoemita, sinzenita, laugbeinita e polianita.
Importante nutriente vegetal, sua carência deve ser compensada com a adição
ao solo dos adubos potássicos, como a carnalita e a silvina.O potássio se
obtinha primitivamente por aquecimento do carbonato de potássio com carvão.
Do mesmo modo que se obtém o sódio a partir de seu hidróxido, pode-se
conseguir potássio por eletrólise do hidróxido de potássio fundido (KOH), mas
graças à maior facilidade com que o metal libertado se dissolve no álcali
fundido, o processo que alcança melhores resultados consiste em usar o
cloreto fundido, seja só, seja em mistura com o cloreto de cálcio. As
propriedades gerais dos sais de potássio são similares às do sódio. São
geralmente brancos e solúveis em água. O hidróxido de potássio é muito
solúvel em água e é uma base muito forte. E embora o íon amônio não seja um
cátion metálico, seus sais possuem propriedades semelhantes às dos metais
alcalinos e são geralmente incluídos neste grupo no esquema de análise
qualitativa.São de coloração branca e solúvel em água. Os sais de amônio são
muito importantes; sendo em sua maioria usados como adubos, por
restabelecerem a concentração de nitrogênio do solo. Os íons dos metais
alcalinos Na+ e K+ são os maiores cátions do período à que pertencem,
possuem carga pequena e a estrutura de gás nobre. Por esses motivos, têm
uma fraca atração por ânions e moléculas, e como consequência a maioria de
seus sais são solúveis em água e seus íons raramente formam complexos. O
íon amônio está incluído neste grupo porque apresenta propriedades
semelhantes. Este grupo de cátions não possui um reagente específico para
separá-los e a identificação de cada um deve ser feita numa solução contendo
todos os íons sem prévia separação.
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2. OBJETIVO
Fazer análises qualitativas dos cátions do grupo II (Mg2+, Ba2+, Ca2+ e
Sr2+), por diferentes tipos reações de identificação.

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3. PARTE EXPERIMENTAL
3.1 Materiais utilizados
 Bico de bunsen
 Tela de amianto
 Vidros de relógio
 Espátulas
 Tubos de ensaio
 Algodão
 Bastões de vidros
3.2 Reagentes utilizados
 NaCl(s)
 KCl(s)
 HCl concentrado
 NH4Cl(l) 0,2 mol/L
 NaOH 4 mol/L
 KCl 0,2 mol/L
 HClO4 20%
3.3 Procedimento
A princípio colocou-se uma pequena porção de Nitrato de Bário, Nitrato de
Cálcio e Nitrato de Estrôncio em vidros de relógio diferentes. Sendo estes,
levados a chama oxidante do bico de bunsen com o auxilio de bastões de
vidros molhados com ácido clorídrico concentrado. Na reação com base forte,
foram adicionados em um tubo de ensaio 5 gotas de MgNO3 0,2 mol/L e gotas
de NaOH 4 mol/L até o meio ficar alcalino, em seguida adicionou-se ao tubo
gotas de sais de amônio até a dissolução do precipitado. Para a reação com
Hidróxido de Amônio, foram adicionados 5 gotas de Mg(NO3)2 0,2 mol/L e 5
gotas de NH4Cl 0,2 mol/L e gotas de NH4OH até o meio ficar alcalino. Repetiu-se
o mesmo processo usando 3 gotas de HCl 6 mol/L, no lugar do Cloreto de

4. Amônio. Sendo observado o que ocorreu em ambos os casos. Para a reação
com Carbonato de Amônio, foi colocado em tubos de ensaio separados e
marcados 5 gotas dos Nitratos 0,2 mol/L de cada cátion do grupo II (Mg2+, Ba2+,
Ca2+ e Sr2+) e 3 gotas de Carbonato de Amônio 1,5 mol/L. Cada tubo foi
aquecido na chama oxidante do bico de bunsen, sem deixar ocorrer fervura. Na
reação com Oxalato de Amônio, em tubos de ensaio separados, foram
adicionados 3 gotas de Nitratos 0,1 mol/L dos cátions (Ba2+, Ca2+ e Sr2+) do
grupo II, 5 gotas de Ácido Acético 6 mol/L e 6 gotas de Oxalato de Amônio 0,25
mol/L. Os mesmos foram aquecidos e observados o que ocorreu. Na reação do
Dicromato de Potássio, adicionou-se em tubos de ensaio separados 5 gotas de
Nitratos 0,2 mol/L dos cátions (Ba2+, Ca2+ e Sr2+) do grupo II, 3 gotas de Ácido
Acético 6 mol/L, 3 gotas de Acetato de Sódio 6 mol/L e 2 gotas de Dicromato
de Potássio 0,5 mol/L. Observando então a ocorrência de precipitado. A reação
de Sulfato de Amônio, foi realizada em duas etapas. Na primeira, colocou-se
em tubos de ensaio separados 3 gotas de Nitratos 0,2 mol/L dos cátions (Ba2+,
Ca2+ e Sr2+) do grupo II, 5 gotas de Ácido Acético 6 mol/L e 6 gotas de Sulfato
de Amônio 2,5 mol/L. Na segunda etapa, colocou-se 3 gotas de Nitratos 0,2
mol/L dos cátions (Ba2+, Ca2+ e Sr2+) do grupo II, gotas de NH4OH 6 mol/L até
o meio ficar básico e 6 gotas de Sulfato de Amônio 2,5 mol/L. Ambas as partes
foram aquecidas em banho Maria e observado os casos em que houve a
formação de precipitado.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
A composição de uma substancia pode ser determinada pela análise
qualitativa, de modo geral a teoria da análise qualitativa representa um
estudo do comportamento de íons em solução aquosa (BACCAN, 1988).
Os resultados descritos abaixo estabelecem três desses tipos de
análises.
TABELA 01-Características dos cátions quando submetidos ao teste da
chama.
CÁTION RESULTADO (COR)
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5. Na+ Amarelo
K+ Lilás
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FONTE: Autores.
De acordo com a análise da tabela 01, é possível observar que ao
aquecer os sais cloreto de sódio e potássio, estes apresentaram respectivas
cores característica, na qual a reação dos íons sódio ocorre devido ao
fornecimento de grandes quantidades de energia. Elétrons da camada de
valência absorvem energia e excitados passam para uma camada mais
elevada, por não conseguirem manter-se nesta camada que não é a de origem
ao retornar pro seu estado fundamental, emitem uma quantidade de energia
radiante, igual a aquela absorvida, através do aquecimento com o bico de
bunsen e observação visual é possível detectamos a coloração amarelada na
chama, estas características apontam que o elemento é o Sódio.No caso do
Potássio quando aquecido liberou coloração violeta, mas neste caso o teste de
chama não é tão conclusivo, mas um ótimo complemento para o teste de
precipitação.O teste de precipitação consiste em adicionar uma solução de
cloreto de potássio e cobaltonitrito de sódio resulta em precipitado
amarelo.Este que éresultado da seguinte equação:
3K++ [CO (NO2)6
3-] → K3[CO(NO2)6]
Também é possível fazer o teste para o potássio na presença de sódio.
Prepara-se uma mistura de cloreto de sódio e cloreto de potássio e observa-se
a chama através do vidro de cobalto, este se torna necessário por o vidro
transmite a luz somente nos extremos do espectro visível, exatamente onde se
encontra as linhas espectrais do potássio assim detectaríamos a coloração
violeta de sua chama.
O resultado do teste da chama para os dois sais estão sendo mostrados na
figura 01.

6. Fonte: Autores.
FIGURA 01-Característica dos cátions sódio e potássio no teste da chama.
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 Reação com base forte
NH4Cl + NaOH → NH3
+↑ + H2O + NaCl
Na reação acima, o cloreto de sódio (base forte) reage com o cloreto de
amônio (ácido de Ahrenius) formando amônia, água e o cloreto de sódio.
Fonte: Autores.
FIGURA 02 -Processo de reação com base forte.
Como mostra a figura 02, a amônia que é desprendida da solução entra em
contato com o ácido clorídrico havendo a formação de fumos brancos, pois
como o ácido clorídrico é volátil seus vapores combinam-se, formando o cloreto
de amônio sólido. A reação abaixo descreve este processo.

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NH3↑ + 2HCl → NH4Cl + HCl
 Reação com HClO4
KCl + HClO4 -----> KClO4 + HCl
Nesta reação ocorre a formação e precipitação do perclorato de
potássio, através da união do íon potássio com o íon perclorato na
solução não muito diluída, sendo este precipitado ligeiramente solúvel
em água, porem insolúvel em álcool absoluto (VOGEL, 1981). Cujo
precipitado está representado na figura 03.
Fonte: Autores.
FIGURA 03 - Formação do perclorato de potássio.
5. CONCLUSÃO
Portanto os resultados qualitativos encontrados neste experimento corroboram
com a literatura, visto que, a análise qualitativa nos proporciona uma visão

8. geral do que está sendo analisado e separado. Pois a análise dos cátions Na+,
K+ e NH4
+, nos proporcionaram um entendimento sobre o que é, realmente, o
principal foco da química analítica qualitativa.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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9. BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a
ciência central. 9ª edição. Prentice-Hall, 2005.451 p.
BACCAN, et. al. Introdução à semimicroanálise qualitativa. 2ª edição.
Campinas: editora da Unicamp, 1988.
DANTAS, Josivânia Maria. Uma interpretação Microscópica para a Análise
Sistemática de Cátions. 2006. Tese (Doutorado em Química) – Universidade
Estadual de Campinas, São Paulo, 2006.
VOGEL, Arthur Israel, Química Analítica Qualitativa. 5ª edição. São Paulo:
Mestre Jou, 1981.
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10. 10
ANEXOS
A figura abaixo mostra o equipamento criado por um integrante do grupo que
foi utilizado para medir o comprimento de onda dos cátions (Na+ e K+), que
foram submetidos ao teste da cama, que foi uma das técnicas realizadas neste
experimento.
Fonte: Autores.

11. Fonte: Autores.
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