Apostila Labor Quim Anal Qualitativa an-lise Dos C-tions

LABORATRIO DE QUMICA ANALTICA QUALITATIVA

PROFESSORES:

FRANCISCO SVIO GOMES PEREIRAFLVIO FERREIRA DA SILVA

CAMPUS IPOJUCA

APARELHO DE KIPP

RECIFE, 2009

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIA DE PERNAMBUCO CAMPUS IPOJUCADISCIPLINA: LABORATRIO DE QUMICA ANALTICA QUALITATIVA - 2009

PROFESSORES: SVIO PEREIRA E FLVIO FERREIRA

SUMRIO

Captulo CONTEDO Pg.

1 FUNDAMENTOS DA QUMICA ANALTICA ............................................................................................. 6INTRODUO ........................................................................................................................................... 6MTODOS DA QUMICA ANALTICA ....................................................................................................... 6CLASSIFICAO DAS OPERAES EM PROCEDIMENTOS ANALTICOS ......................................... 6ESCALA DAS REAES ANALTICAS ..................................................................................................... 7CLASSIFICAO DAS REAES ANALTICAS QUANTO A FORMA DE EXECUO ......................... 8ESTUDO MAIS DETALHADO DAS REAES ANALTICAS QUANTO A FORMA DE EXECUO ...... 10REAES POR VIA SECA ........................................................................................................................ 10Aquecimento ............................................................................................................................................... 10Ensaios do Maarico de Sopro ................................................................................................................... 11Ensaios da chama ...................................................................................................................................... 11Ensaios com prolas .................................................................................................................................. 11REAES POR VIA MIDA ..................................................................................................................... 12Solubilizao de amostras slidas (abertura ou preparao da amostra para anlise) ............................. 12Procedimentos analticos clssicos ............................................................................................................ 13Reaes analticas usadas no mtodo via mida ...................................................................................... 14Condies para a realizao das reaes qumicas analticas .................................................................. 15Classificao das anlises por via mida: fracionada e sistemtica .......................................................... 16Anlise Funcional e Sistemtica................................................................................................................. 17Classificao dos Ctions (ons metlicos) em Grupos Analticos ............................................................. 18PARTE EXPERIMENTAL 01: FUNDAMENTOS EM LABORATRIO DE QUMICA ............................. 20INTRODUO ............................................................................................................................................ 20INSTRUES PARA O TRABALHO DE LABORATRIO ........................................................................ 20SEGURANA EM LABORATRIO ............................................................................................................ 22ACIDENTES COMUNS E PRIMEIROS SOCORROS ................................................................................ 23ALGUMAS TCNICAS DE ANLISE QUALITATIVA ................................................................................ 24EXERCCIOS PROPOSTOS ...................................................................................................................... 27REFERNCIAS .......................................................................................................................................... 27PARTE EXPERIMENTAL 02: REAES QUMICAS ............................................................................. 28MATERIAIS E REAGENTES ...................................................................................................................... 28OBJETIVOS ............................................................................................................................................... 28FUNDAMENTOS TERICOS .................................................................................................................... 28PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL .......................................................................................................... 30EVIDNCIAS DE REAES QUMICAS ................................................................................................... 30REAES ONDE SE FORMAM PRODUTOS POUCO SOLVEIS ........................................................ 31REAES ONDE SE FORMAM PRODUTOS POUCO DISSOCIADOS .................................................. 31REAES EM QUE SE FORMAM PRODUTOS COMPLEXOS ............................................................... 32REAES ONDE OCORREM TRANSFERNCIAS DE ELTRONS ....................................................... 32REAES DE EQUILBRIOS CIDO-BASE ............................................................................................. 32REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS DO AUTOR ....................................................................................... 33TABELA 1. SOLUBILIDADE DE SAIS EM GUA ...................................................................................... 34TABELA 2. CORES DE ALGUMAS SOLUES AQUOSAS .................................................................... 34TABELA 3 - CORES DE ALGUNS ONS COMPLEXOS (EM SOLUO) ................................................ 35TABELA 4 - FORA DE CIDOS E DE BASES ........................................................................................ 35REFERNCIAS DO TEXTO ....................................................................................................................... 35

2 FUNDAMENTOS ANALTICOS E REAES DOS CTIONS DO GRUPO DA PRATA ..........................INTRODUO ...........................................................................................................................................

PRECIPITAO DO GRUPO ...................................................................................................................

SEPARAO E IDENTIFICAO DO CHUMBO .....................................................................................

SEPARAO E IDENTIFICAO DO MERCRIO (I) .............................................................................

IDENTIFICAO DA PRATA ....................................................................................................................

COMENTRIOS ADICIONAIS E REAES DOS CTIONS PRATA, CHUMBO E MERCRIO I ..........

EXERCCIOS PROPOSTOS ......................................................................................................................

REFERNCIAS ..........................................................................................................................................

PARTE EXPERIMENTAL 03: ANLISE DOS CTIONS DO GRUPO I (Ag+, Pb2+ e Hg22+) ..................

MATERIAIS E REAGENTES ......................................................................................................................

OBJETIVOS ...............................................................................................................................................

FUNDAMENTOS TERICOS ....................................................................................................................

ESQUEMA DE SEPARAO DOS CTIONS DO GRUPO I ...................................................................

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: SEPARAO E IDENTIFICAO DOS CTIONS DO GRUPO I .

REFERNCIA DO TEXTO .........................................................................................................................

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3 FUNDAMENTOS ANALTICOS E REAES DOS CTIONS DO GRUPO DO COBRE-ARSNIO ........INTRODUO ............................................................................................................................................

PRECIPITAO DO GRUPO ....................................................................................................................

DIVISO DO GRUPO II GRUPO II A E GRUPO II B ..............................................................................

SEPARAO E IDENTIFICAO DO MERCRIO ..................................................................................

SEPARAO E IDENTIFICAO DO CHUMBO ......................................................................................

SEPARAO E IDENTIFICAO DO BISMUTO .....................................................................................

IDENTIFICAO DO COBRE E DO CDMIO ..........................................................................................

REPRECIPITAO DOS SULFETOS DE ARSNIO, ANTIMNIO E DE ESTANHO ..............................

SEPARAO E IDENTIFICAO DO ARSNIO ......................................................................................

IDENTIFICAO DO ANTIMNIO ............................................................................................................

IDENTIFICAO DO ESTANHO ...............................................................................................................

EXERCCIOS PROPOSTOS ......................................................................................................................

REFERNCIAS ..........................................................................................................................................

PARTE EXPERIMENTAL 04: ANLISE DOS CTIONS DO GRUPO II ................................................

MATERIAIS E REAGENTES .....................................................................................................................

OBJETIVOS ...............................................................................................................................................


PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: SEPARAO E IDENTIFICAO DOS CTIONS DO GRUPO II

EXERCICIOS PROPOSTOS ......................................................................................................................

REFERNCIAS DO TEXTO ......................................................................................................................

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4 FUNDAMENTOS ANALTICOS E REAES DOS CTIONS DO GRUPO DO ALUMNIO-NQUEL ......PRECIPITAO DO GRUPO ....................................................................................................................

SEPARAO DOS GRUPOS IIIA (GRUPO DO ALUMNIO) DO IIIB (GRUPO DO NQUEL) ................

IDENTIFICAO DE FERRO, COBALTO, NQUEL E MANGANS ........................................................

IDENTIFICAO DO FERRO ..................................................................................................................

IDENTIFICAO DO COBALTO ..............................................................................................................

IDENTIFICAO DO NQUEL .................................................................................................................

IDENTIFICAO DO MANGANS ...........................................................................................................

SEPARAO E IDENTIFICAO DO ALUMNIO ...................................................................................

IDENTIFICAO DO CROMO .................................................................................................................

IDENTIFICAO DO ZINCO .....................................................................................................................

EXERCCIOS PROPOSTOS .....................................................................................................................

REFERNCIAS .........................................................................................................................................

PARTE EXPERIMENTAL - 05: ANLISE DOS CTIONS DO GRUPO III ................................................


OBJETIVOS ................................................................................................................................................


PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: SEPARAO E IDENTIFICAO DOS CTIONS DO GRUPO III


REFERNCIA DO TEXTO .........................................................................................................................

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5 FUNDAMENTOS ANALTICOS E REAES DOS CTIONS DO GRUPO DO CLCIO ........................INTRODUO ............................................................................................................................................

PROPRIEDADES DOS CTIONS DO GRUPO IV ....................................................................................

REAES DOS ONS MAGNSIO ..........................................................................................................

REAES DOS ONS CLCIO, ESTRNCIO E BRIO ..........................................................................

RESUMO DE REAES CARACTERSTICAS DOS CTIONS DO GRUPO IV .....................................

COMENTRIOS SOBRE A MARCHA ANALTICA DO GRUPO IV ...........................................................

TCNICA PARA DISTINGUIR OS CTIONS CLCIO, ESTRNCIO E BRIO .......................................

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REAES DE CONFIRMAO DOS CTIONS DO GRUPO IV .............................................................


REFERNCIAS ..........................................................................................................................................

PARTE EXPERIMENTAL 06: ANLISE DOS CTIONS DO GRUPO IV ..............................................


OBJETIVOS ...............................................................................................................................................

FUNDAMENTOS TERICOS ...................................................................................................................

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: SEPAR. E IDENTIFICAO DOS CTIONS DO GRUPO IV .......


REFERNCIA DO TEXTO..........................................................................................................................

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6 FUNDAMENTOS ANALTICOS E REAES DOS CTIONS DO GRUPO DO SDIO ..........................INTRODUO ...........................................................................................................................................

PROPRIEDADES DO MAGNSIO ............................................................................................................

IDENTIFICAO DO MAGNSIO NA MARCHA ANALTICA DE CTIONS ...........................................

REAES DO ON MAGNSIO ...............................................................................................................

MARCHA DA ANLISE DE UMA MISTURA DE CTIONS DO GRUPO V ..............................................

IDENTIFICAO DO ON AMNIO .........................................................................................................

REAES DO ON AMNIO ....................................................................................................................

IDENTIFICAO DO SDIO E POTSSIO NA MARCHA ANALTICA DE CTIONS .............................

PROPRIEDADES DO SDIO ....................................................................................................................

REAES DO ON SDIO ........................................................................................................................

PROPRIEDADES DO POTSSIO .............................................................................................................

REAES DO ON POTSSIO .................................................................................................................

IDENTIFICAO DE SDIO E POTSSIO PELA PROVA DA CHAMA .....................................................

EXERCCIOS PROPOSTOS .........................................................................................................................

REFERNCIAS .............................................................................................................................................

PARTE EXPERIMENTAL 07: ANLISE DOS CTIONS DO GRUPO V ..................................................

MATERIAIS E REAGENTES ........................................................................................................................

OBJETIVOS ...................................................................................................................................................

FUNDAMENTOS TERICOS .......................................................................................................................

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: REAES DE IDENTIFICAO DOS CTIONS DO GRUPO V ....


REFERNCIA DO TEXTO .............................................................................................................................

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7 FUNDAMENTOS ANALTICOS E REAES DOS NIONS EM ANLISES DE AMOSTRAS ...................INTRODUO ...............................................................................................................................................

ANLISE DE NIONS EM AMOSTRAS DESCONHECIDAS .......................................................................

Preparo da soluo de extrato de carbonato .................................................................................................

Anlise de nions ...........................................................................................................................................

Testes preliminares .......................................................................................................................................

Ensaio preliminar com H2SO4 concentrado ....................................................................................................

Ensaio preliminar com BaCl2 ..........................................................................................................................

Ensaio preliminar com HCl diludo e recolhimento de gs em gua de barita ..............................................

Ensaio preliminar com AgNO3 .......................................................................................................................

TESTES ESPECFICOS PARA NIONS ......................................................................................................

Teste para sulfetos ........................................................................................................................................

Teste para iodeto ..........................................................................................................................................................

Teste para brometo .......................................................................................................................................................

Teste para cloreto ........................................................................................................................................

Teste diferencial para cloreto, brometo e iodeto ......................................................................................................

Teste para borato ..........................................................................................................................................................

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Teste para fosfato .........................................................................................................................................................

Teste para cromato .......................................................................................................................................

Teste para sulfato .....................................................................................................................................

Teste para nitrato ...........................................................................................................................................................

Teste para sulfito ............................................................................................................................................................

Teste para carbonato ....................................................................................................................................................

Teste para carbonatos em presena de sulfitos ............................................................................................

Teste para sulfito em presena de sulfato .................................................................................................................


REFERNCIAS .............................................................................................................................................

PARTE EXPERIMENTAL 08: ANLISE DE NIONS REAES DE CARACTERIZAO ..................

MATERIAIS E REAGENTES .........................................................................................................................

OBJETIVOS ...................................................................................................................................................

FUNDAMENTOS TERICOS ........................................................................................................................

PROCEDIMENTO

EXPERIMENTAL ..............................................................................................................

ESQUEMA SIMPLIFICADO DA MARCHA ANALTICA .................................................................................

EXERCCIOS PROPOSTOS ..........................................................................................................................

REFERNCIA DO TEXTO .............................................................................................................................

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................................................ CAPTULO 1 ................................................

.............................. FUNDAMENTOS DA QUMICA ANALTICA .....................................

INTRODUOQumica Analtica - a parte da qumica que estuda os princpios tericos e prticos das anlises qumicas. Tem como objetivo prtico a determinao da composio qumica de substncias puras ou de

suas misturas.

Qumica Analtica Qualitativa - trata da determinao da natureza dos constituintes (elementos, grupo de elementos ou ons) que formam uma dada substncia ou mistura.

Qumica Analtica Quantitativa - trata da determinao das quantidades ou propores dos constituintes, previamente identificados, numa dada substncia ou mistura.

Portanto, a anlise qualitativa a parte de qumica analtica que se preocupa com a identificao dos

constituintes de uma amostra, que pode ser de natureza mineral, vegetal ou animal. O procedimento

para a identificao de uma espcie qumica consiste em provocar, na mesma, uma variao em suas

propriedades, que possa ser facilmente observada e que corresponda com a constituio da dita

substncia. O agente que promove a variao chama-se reagente, pois combina quimicamente com a

substncia que se deseja reconhecer.

Em sntese, na Qumica Analtica Qualitativa, a espcie (elemento ou on) a ser determinada tratada de

maneira a se transformar num composto que possua certas propriedades que lhe so caractersticas.

A transformao que se processa denominada: REAO ANALTICA. A substncia que provoca a transformao denominada: REAGENTE. A espcie a ser analisada denominada: AMOSTRA ou SOLUO PROBLEMA (ANALITO)

MTODOS DA QUMICA ANALTICAPara atingir as finalidades da Qumica Anlise Qualitativa ou Quantitativa recorre-se a vrios mtodos:

qumicos, fsicos e fsico-qumicos. Nesta abordagem ser visto apenas os mtodos qumicos.

Nos mtodos qumicos de Anlise Qualitativa, o elemento ou on pesquisado transformado num composto que possua determinadas propriedades caractersticas que nos permitam ter a certeza de que

foi esse o composto obtido. A transformao qumica chama-se reao analtica e a substncia que a

provoca chama-se reagente.

CLASSIFICAO DAS OPERAES EM PROCEDIMENTOS ANALTICOS1. Amostragem (seleo da amostra bruta).

2. Preparao da amostra analtica. (Reduo do tamanho da partcula, Peneiramento, Homogeneizao, Reduo do tamanho da amostra, Medio da amostra analtica).

3. Operaes preliminares com a amostra analtica. (Operaes fsicas preliminares (Dissoluo fsica e Separaes Fsicas: Extrao, Evaporao, Destilao, Sublimao, Filtrao, Dilise, Cromatografia: em papel, em camada delgada, eletroforese, em coluna lquida de alto desempenho por

troca inica, gasosa); Operaes qumicas preliminares. (Reaes em amostras inorgnicas: Separaes qumicas, Dissoluo qumica, Complexao, Hidrlise, Precipitao, Dissoluo, Troca

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inica, Evoluo gasosa, Absoro gasosa); Operaes em amostras inorgnicas e orgnicas (em soluo): Neutralizao, Oxidao, Reduo; Operaes (reaes) em amostras orgnicas: Adio, Substituio, Eliminao, Fragmentao, Pirlise, Espectrometria de massa).

4. Determinao Analtica (Operaes qumicas de identificao ou medio; Observaes qumicas simples: Formao de precipitado, Formao de cor soluo, Formao de gs; Determinaes eletroqumicas: Corrente de descarga de ons (espectrometria de massa), Potencial de meia onda (polarografia); Operaes Fsicas de identificao: Densidade, gravidade especfica, Dureza, Anlise termogalvanomtrica, Medies de RF e TR (cromatografia); Determinaes Mecnicas; Determinaes trmicas: Ponto de fuso, Ponto de congelamento, Ponto de ebulio, Anlise trmica diferencial; Determinaes ticas: Refratometria, Espectrometria de emisso, Espectrometria de absoro, Espectrometria de fluorescncia, Espectrometria de Raman, Espectrometria de ressonncia magntica nuclear, Difrao de raios-X, Arco de CC e de AA, Fasca, Plasma acoplado indutivamente, Chama, Fluorescncia, Raios x, UV visvel, UV visvel, Infravermelho; Medies de eltrons: Difrao de eltrons, Espectrometria de eltrons, Espectrometria fotoeltrica,Espectrometria de Auger).

ESCALA DAS REAES ANALTICASConforme a quantidade de substncia com a qual se opera para realizar as reaes analticas,

distinguem-se os seguintes mtodos de Anlise Qualitativa: macroanlise, microanlise,

semimicroanlise e ultramicroanlise.

Macroanlise: ensaiam-se quantidades relativamente grandes de substncia: 0,5 a 1 g ou, no caso de soluo 20 a 50 mL. As reaes realizam-se em tubos de ensaio comuns (10 a 20 mL) ou em bales. Os

precipitados so separados das solues por filtrao atravs de papel de filtro.

Semimicroanlise: ocupa um lugar intermedirio entre a macro e a microanlise. Utilizam-se

quantidades de substncias da ordem de 1/20 ou 1/25 das usadas na macroanlise, ou seja, cerca de 50

mg de substncia slida ou 1 mL de soluo. A semimicroanlise apresenta inmeras vantagens sobre a

macroanlise e, sendo o trabalho devidamente esmerado, obtm-se resultados to precisos quanto os

da macroanlise.

Microanlise: empregam-se quantidades bem menores de substncia, cerca de alguns miligramas de substncia slida ou uns dcimos de mililitros de soluo. Usam-se reagentes de grande sensibilidade,

que permitem identificar a presena de vrios componentes, mesmo que existam somente vestgios de

alguns. As reaes realizam-se pelo mtodo microcristaloscpico ou pelo mtodo da gota (spot test):

Mtodo microcristaloscpico: as reaes devem realizar-se sobre uma lmina de vidro, identificando-se o

on ou o elemento pela forma dos cristais que se formam, observados ao microscpio.

Mtodo da gota: (reaes gota a gota): usam-se reaes que so acompanhadas de uma viragem da

colorao da soluo ou da formao de precipitados corados. As reaes realizam-se numa tira de

papel de filtro onde se depositam sucessivamente e numa ordem bem definida, gota a gota, a soluo

em estudo e os reagentes. Como resultado da reao, no papel de filtro aparece uma mancha corada,

cuja cor permite comprovar a presena na soluo do on a identificar.

Ultramicroanlise: usam-se quantidades de substncias inferiores a 1mg. Todas as operaes

analticas efetuam-se as observando ao microscpio.

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Nota:No h uma linha ntida de demarcao entre semimicro e microanlise. A primeira chamada anlise

por centigramas, e a ltima, anlise por miligrama, mas estes termos, apenas, indicam as quantidades

usadas em anlise. Para uma anlise de rotina, a escolha se situa entre semimicro e macroanlise. A

maioria das reaes por via seca pode ser usada com pequenas modificaes para a semimicroanlise.

So empregadas tcnicas diferentes para reaes por via mida em macro, semimicro e microanlise.

CLASSIFICAO DAS REAES ANALTICAS QUANTO A FORMA DE EXECUOPode-se trabalhar com o reagente dissolvido ou no em soluo, logo existem dois tipos de ensaios:

reaes por via seca e reaes por via mida. As primeiras so aplicveis a substncias slidas, e as

ltimas, a substncias em soluo. Os ensaios por via seca parecem ter perdido sua popularidade; no

entanto, freqentemente eles fornecem informaes teis num perodo de tempo comparativamente

mais curto. Esquematizando estas informaes:

Reaes por via secaA AMOSTRA e o REAGENTE esto no estado slido e, geralmente, a reao realizada por

aquecimento:

Reao de colorao de chama.

Reao de formao de prolas coloridas (de brax ou de sal de fsforo).

Fuso alcalina, cida ou oxidante.

Reao sobre carvo.

Reaes por via midaSo as reaes mais usuais onde o REAGENTE e a AMOSTRA esto no estado lquido ou em soluo

aquosa (caso mais comum).

Quando a amostra slida, para a realizao da anlise, o primeiro passo dissolv-la. O solvente

usual a gua, ou um cido se ela for insolvel em gua. Por exemplo:

BaCl2(s) + H2O(l) Ba2+(aq) + 2Cl-(aq)

CuO(s) + H2O(l) insolvel

CuO(s) + H2SO4(l) Cu2+(aq) + SO42-(aq) + H2O(l)

Fe(OH)3(s) + H2O(l) insolvel

Fe(OH)3(s) + 6 HCl(aq) Fe3+(aq) + 3 Cl-(aq) + 3 H2O(l)

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Para os testes de anlise qualitativa, somente, emprega-se as reaes que se processam

acompanhadas de variao das suas propriedades fsicas ou qumicas facilmente detectveis. Por

exemplo, na mistura de solues, para identificao de um dado on deve ocorrer.

Mudana de colorao (formao de complexos).

Formao de substncia slida (formao de precipitados).

Desprendimento gasoso (formao de gases facilmente identificveis atravs da cor e odor).

Nas anlises qumicas de substncias inorgnicas, em geral, empregam-se solues aquosas de sais,

cidos e bases. Estas substncias so eletrlitos fortes ou fracos, dependendo do seu grau de ionizao

ou dissociao. Por exemplo:

Sal: BaCl2 Ba2+ + Cl- (eletrlito forte)cido: CH3COOH == CH3COO- + H+ (eletrlito fraco)

Base: NH4OH == NH4+ + OH- (eletrlito fraco)cido: HCl H+ + Cl- (eletrlito forte)

Base: NaOH Na+ + OH- (eletrlito forte)

Como nas reaes analticas por via mida no se detecta o sal, mas sim o(s) on(s) deste sal,

representa-se estas de uma forma simplificada denominada - EQUAO DE REAO. Escrevem-se, apenas, as frmulas daquelas espcies que, efetivamente, participam da reao (reao efetiva), ou

seja, esto envolvidas no processo.

Por exemplo: Cl- detectado em HCl ou solues de cloretos metlicos por ao de soluo de AgNO3:

HCl + AgNO3 == AgCl + HNO3CaCl2 + 2 AgNO3 == 2 AgCl + Ca(NO3)2

Em ambos os casos, ocorre a formao do precipitado branco de AgCl. Pelas equaes observa-se que

apenas ele no est na forma de ons, logo, conclui-se que os ons H+ e NO3-, no primeiro caso, e Ca2+ e

NO3-, no segundo, no participam da reao. Ento, ambos os processos podem, simplesmente, ser

representados pela EQUAO INICA: Ag+ + Cl- == AgCl

A EQUAO INICA mostra que a reao ocorre, essencialmente entre os ons Ag+ e Cl- na formao do precipitado branco de AgCl.

OBSERVAES:

1. Nos ons ClO3- e ClO4-, ou nas molculas de CHCl3 e CCl4 existe o elemento CLORO, mas no na

forma de ons Cl-, logo:

Ag+ + ClO3- !!! (Nada)

Ag+ + CH3Cl !!!

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2. Se um elemento forma ons de diferentes estados de oxidao, cada um deles ter as reaes que lhe

so caractersticas. Por exemplo:

Fe3+ + 3 OH- Fe(OH)3 castanho-avermelhadoFe2+ + 2 OH- Fe(OH)2 verde-musgoFe3+ + 6 SCN- [Fe(SCN)6]3- soluo vermelho-sangueFe2+ + SCN- !!!

ESTUDO MAIS DETALHADO DAS REAES ANALTICAS QUANTO A FORMA DE EXECUO

REAES POR VIA SECA

Vrios ensaios teis podem ser conduzidos por via seca, isto , sem dissolver a amostra. Esses ensaios,

muitas vezes, so considerados etapas preliminares para a identificao das amostras em estudo.

AquecimentoEstes ensaios podem ser realizados em tubos fechados numa das extremidades (contendo ou no

reagente) e em tubos abertos nas duas extremidades. O ensaio, utilizando o segundo tubo, realizado

quando se necessita de forte oxidao para a identificao da espcie desejada. O aquecimento da

amostra (com ou sem reagente) presente em ambos, pode ocorrer uma sublimao ou o material pode

fundir-se ou decompor-se, acompanhado de modificao na cor, ou desprender um gs que pode ser

reconhecido por certas propriedades caractersticas.

a) Formao de gases ou vapores incolores

Introduzem-se duas tiras de papel de tornassol (azul e vermelho) previamente umedecidas prximo

abertura do tubo de ensaio que contm a amostra.

1- Papel de tornassol vermelho passa para azul: amonacos dos sais amoniacais (sulfato, cloreto,

acetato)

2- Papel de tornassol azul passa para vermelho: cidos volteis (actico, ciandrico e sulfdrico), cido

fluordrico (corroso do vidro) e gs carbnico (turvao da gua de cal).

3- Descoram o tornassol: gs sulfrico de sulfitos (no alcalinos), alguns sulfatos, sulfetos, tiossulfatos

(com sublimao do enxofre)

4- No agem sobre um tornassol: oxignios dos perxidos, cloratos, bromatos, iodatos, nitratos e outros

(intensificam a combusto), condensam nas paredes dos tubos, gua (gotas incolores) e mercrio (gotas

cinzentas).

b) Formao de gases ou vapores coloridos

1- Cloro: amarelo-esverdeado colore em violceo a gua alcalina de anilina

2- Bromo: vermelho colore em azul a gua de anilina

3- Nitrosos: vermelhos colorem em azul a soluo sulfrica de difenilamina

4- Iodo: roxo caracterstico

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Ensaios do Maarico de SoproUtiliza-se para estes ensaios uma chama de um bico de Bunsen. Ele efetuado numa cavidade na

superfcie do bloco de carvo, sendo a amostra em exame misturada com carbonato de sdio e

umedecida para formar uma pasta queimada na chama redutora (interna, azul), sobre a superfcie de

carvo vegetal. O carvo alm de servir como suporte, participa da reao exercendo a ao redutora ao

queimar-se.

As reaes que se passam podem ser exemplificadas com a anlise do acetato de chumbo (Pb(Ac)2):

Pb(Ac)2 + Na2CO3 + 4 O2 PbCO3 + Na2O + 4 CO2 + 3 H2OA gua e o gs carbnico formados evoluem pelo aquecimento; o xido de sdio (Na2O) infiltra-se no

carvo e o carbonato de chumbo (PbCO3) transformado em xido: PbCO3 + C PbO + 2 COParte deste xido de chumbo (PbO) fica na superfcie do carvo, nas vizinhanas do ensaio; a poro

restante reduzida ao metal (Pb): 2 PbO + C 2 Pb + CO2

Ensaios da chama

Os compostos de certos metais so volatilizados na chama de Bunsen, comunicando-lhe cores

caractersticas. Os cloretos esto entre os compostos mais volteis. O ensaio conduzido com a

imerso de um fio de platina em cido clordrico concentrado e numa poro da amostra em exame, ou

seja, os cloretos so preparados in situ, em seguida esse mesmo fio umedecido levado chama. A

tabela abaixo mostra as cores de diferentes metais.

Colorao da chama na observao Inferncia ou espcie provvel

Chama amarela dourada persistente Na

Chama violeta ou lils (cor carmesim atravs de vidro de azul de cobalto) K

Chama vermelho-tijolo (vermelha amarelada) Ca

Chama carmesim Sr

Chama verde amarelada Ba

Chama azul plida (fio lentamente corrodo) Pb, As, Sb, Bi, Cu

A chama de sdio mascara a de outros elementos como, por exemplo, a do potssio. As misturas podem

ser detectadas rapidamente com um espectroscpio de viso direta. Um mtodo mais simples

observar a chama atravs de duas espessuras de vidro de azul de cobalto, onde a colorao amarela

devida ao sdio mascarada ou absorvida; a colorao devida ao potssio aparece, ento, carmesim.

Ensaios com prolasAs prolas comumente usadas nos ensaios por via seca so as de brax ou de sal de fsforo.

a) Prolas de Brax

O brax cristalizado, Na2B4O7.10H2O, levado chama oxidante (zona de fuso: externa, ao lado da

chama azul interna) por meio de um fio de platina, funde a princpio em sua gua de cristalizao, dando

uma massa branca intumescida (brax calcinado).

Na2B4O7.10H2O 10H2O + Na2B4O7

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Continuando o aquecimento entra em fuso gnea e deixa, pelo esfriamento, uma massa vtrea (brax

fundido), que tem o aspecto de uma prola transparente.

Aquecendo-se, at fuso, a prola transparente de brax com os xidos metlicos (ou compostos

susceptveis de dar xidos metlicos) nas regies de oxidao e de reduo de uma chama, obtm-se

boratos coloridos ou incolores, utilizados na caracterizao dos respectivos metais.

b) Prola de Sal de Fsforo

O sal de fsforo (Na(NH4)HPO4.4H2O) aquecido num fio de platina, funde em gua de cristalizao e se

transforma em uma prola transparente de metafosfato de sdio (NaPO3).

Na(NH4)HPO4.4H2O 5 H2O + NH3 + NaPO3A prola de sal de fsforo tem a propriedade (como o brax) de verificar os xidos metlicos, dando

origem a fosfatos de coloraes caractersticas, ou incolores, que identificam o metal.

O brax mais usado porque adere melhor ao fio de platina, facilitando, a anlise. H prolas que so

mais ntidas com o sal de fsforo (molibdnio, tungstnio) e outras com o brax (crio, vandio). Em

geral as coloraes das prolas so semelhantes.

REAES POR VIA MIDA

Solubilizao de amostras slidas (abertura ou preparao da amostra para anlise)O ensaio prioritrio feito com gua laboratorial. Caso a amostra no se dissolva escolhido outro

reagente necessrio para a sua abertura (dissoluo da amostra). Os reagentes preferenciais so os

cidos, pois a maioria das amostras slidas apresentam caractersticas alcalinas ou sais e xidos que

sofrem ataque por estes compostos.

A ao dos cidos mais comumente usados pode ser assim resumida:

HCl : O cido clordrico o solvente bsico para a anlise de minrios, minerais, e algumas ligas metlicas. Rochas carbonticas so facilmente solubilizadas, at mesmo a frio, mas deixam um resduo

insolvel (geralmente slica, pirita, grafite e silicatos).

xidos e hidrxidos de ferro e mangans dissolvem-se em HCl com maior ou menor facilidade. Hematita

e magnetita dissolvem-se em 15 min. Silicatos so, em sua grande maioria, insolveis em HCl. Com HCl,

pode-se trabalhar em recipientes de vidro, a volatilizao do cido fcil e os sais obtidos so

geralmente solveis em gua.

HNO3: o cido ntrico, diludo ou concentrado, um timo solvente para inmeros minerais, particularmente sulfetos e fosfatos. Por seu poder oxidante, o cido ntrico dissolve a maioria dos

elementos em sua forma metlica, bem como ligas metlicas.

GUA RGIA: A combinao do cido clordrico com o ntrico chega muito perto do Alcaest (solvente universal) que os alquimistas tanto procuraram. Na proporo de 3:1 (v/v) forma-se a gua Rgia, cujos

componentes ativos so o cloreto de nitrosila e o cloro nascente (facilmente combinvel, formando cloro

gasoso), ambos tremendamente agressivos e oxidantes. A reao que ocorre na mistura dos dois cidos

: 3HCl + HNO3 NOCl + 2 H2O + Cl2A gua rgia dissolve xidos, sulfetos e sulfossais, minrios polimetlicos e ligas metlicas. Alm disso,

pode dissolver materiais como ouro e platinides.

A gua Rgia, embora amplie a ao dos cidos que a formam, no dissolve todos os minerais.

Continuam insolveis ou de demorada solubilizao algumas ligas metlicas (platinides), e minerais

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como cassiterita, columbita-tantalita, zirconita, barita, cromita, rutilo, espinlio, e alguns silicatos, entre

outros.

HF: O cido fluordrico tem alta afinidade por alguns ons, formando complexos importantes com Be, B, Nb, Ta, Ti e Zr. Por esta caracterstica, o HF tem sido usado industrialmente para separar esses e outros

ons de solues complexas. Sua ao sobre material geolgico difere grandemente dos demais cidos

pela reao com slica e silicatos, formando o instvel e voltil SiF4, facilmente removido de uma soluo

por aquecimento. H que se remover, posteriormente, os fluoretos restantes, pois causam uma srie de

perturbaes nas anlises, alm de corroer materiais de vidro.

H2SO4 - Embora possa decompor vrios minrios, pouco usado em material geolgico. O cido sulfrico o mais denso dos cidos minerais at agora mencionados, e a viscosidade resultante provoca

um forte abatimento de sinal, que deve ser compensado pela identidade cida de padres e amostras.

Pode ser usado na decomposio de muitos minrios como sulfetos, terras raras, fluorsilicatos e

compostos de Nb, Ta, Ti e Zr.

HClO4 - Sendo um agente oxidante poderoso, consegue dissolver materiais refratrios, mas oferece perigo de exploso em contato com matria orgnica. mais usado como oxidante, em pequenas

quantidades, junto a outros cidos, como o fluordrico. A fluorizao de amostras muito usada, como

citado anteriormente, pela eliminao de boa parte da massa pela volatilizao do silcio, mas o cido

fluordrico deve ser eliminado completamente, para no danificar os equipamentos. O cido perclrico e

o sulfrico costumam ser usados: a visualizao do final da volatilizao do HF acompanhada pelo

aumento de fumos densos e brancos desses cidos, cujos pontos de ebulio so bem superiores ao do

fluordrico. O cido perclrico preferido ao sulfrico nas fluorizaes por dois motivos: os sais

resultantes (cloretos) so mais solveis que os sulfatos e o seu poder oxidante maior, auxiliando a

solubilizao em geral.

H3PO4 - A ao do cido fosfrico sobre os minerais muito semelhante do sulfrico, e pode ser usado tanto na destilao do flor como na solubilizao de minerais portadores de terras raras, com a

vantagem de ser a solubilizao um pouco mais rpida. Fosfatos so facilmente solubilizados, assim

como sulfetos, cromita, minrios de mangans e ferro, mas este cido tem sido pouco usado, talvez por

repetir a ao de outros cidos mais comuns.

CIDOS ORGNICOS - So importantes nas anlises de material geolgico por sua ao bastante seletiva em determinadas fases minerais.

O cido actico a 10% em volume usado para dissolver carbonatos em minrios onde coexistem fluorita e calcita, podendo-se estimar o teor de calcita pela dosagem do Ca na soluo. Fbricas de

cimento utilizam esse cido na avaliao da matria-prima.

Procedimentos analticos clssicosInvestigaes preliminares so realizadas antes de se realizar estes ensaios. So observaes vlidas

para as etapas subseqentes de investigao das amostras:

1- Observar a cor, odor e qualquer propriedade fsica especial.

2- Observar a reao ao papel de tornassol.

a) A soluo neutra: esto ausentes os cidos livres, bases livres, sais cidos e sais que apresentam

uma reao cida ou alcalina, devido hidrlise.

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b) A soluo apresenta reao alcalina: isso pode ser devido a hidrxidos dos metais alcalinos e

alcalino-terrosos, carbonatos, sulfetos, hipocloritos e perxidos de metais alcalinos etc.

c) A soluo apresenta reao cida: pode ser causada por cidos livres, sais cidos, sais que produzem

uma reao cida, devido hidrlise, ou uma soluo de sais em cidos.

3- Evaporar a soluo secura e observar a cor e aspecto do resduo. Se no houver resduo, apenas

as substncias volteis podem estar presentes, tais como: dixido de carbono, amnia, dixido de

enxofre, gs sulfdrico, cido clordrico, bromdrico e ioddrico, cido fluordrico, cido ntrico ou sais de

amnio.

Aps a etapa preliminar, percebe-se que a adio de um reagente a soluo que contm a amostra em

estudo leva a formao de um precipitado, por desprendimento de gs, ou por mudana de cor. A

maioria das reaes de anlise qualitativa conduzida por via mida.

Reaes analticas usadas no mtodo via midaReaes seletivas: so aquelas que sob certas condies tornam possvel detectar alguns ons na presena de outros. A quelao do Ni2+ com dimetilglioxima (DMG) em meio amoniacal (pH=8) uma

reao seletiva amplamente empregada na anlise qumica.

Outros ons tambm reagem com a DMG, porm em outras condies de reao. Havendo condies

seletivas, ons Ni2+ podem ser detectados na presena de outros ons. Portanto, diz-se que uma reao

seletiva quando ocorre somente com um nmero restrito de ons em determinadas condies. A

seletividade de uma reao tanto maior quanto menor for o nmero de ons que d teste positivo.

Em sntese:

Servem para separar grupos de ons

Quando um reagente combina somente com um on especfico.

Existem poucas interferncias.

Ex. Marcha analtica para ctions. A classificao dos ons mais comuns tem por base as diferenas de

solubilidade de seus: cloretos, sulfetos e carbonatos.

Dentro da anlise qualitativa inorgnica, para separar e identificar os ons, so usadas reaes de:

precipitaes, reaes de oxidaes-reduo e a formao de complexos.

Reaes ou reagentes especficos: so aqueles que do produtos com propriedades caractersticas com somente um on. Tais reaes so bastante reduzidas. Exemplo: reao qualitativa especfica para

iodo; uma intensa cor azul escura aparece quando molculas de iodo reagem com amido (a

especificidade um caso especial de seletividade).

Em sntese:

Servem para identificar ons.

Sem interferncias.

Ex: on Ni++; Reagente utilizado: Dimetilglioxamina (em certas condies do meio); Produto observado:

precipitado vermelho.

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Condies para a realizao das reaes qumicas analticas Sensibilidade e EspecificidadeFritz Feigl foi o criador de Anlise de Toque Tpfelreaktionen, em alemo; Spot Test, em ingls

procedimento analtico para fins qualitativos, executado com tcnica muito simples com o emprego de

uma ou poucas gotas de amostra e reagentes, em geral sobre papel de filtro, em que se desenvolve uma

colorao caracterstica para a identificao da espcie a ser detectada. O resultado, para que possa

indicar a sensibilidade da prova, ou seja, o valor mnimo detectvel na menor concentrao expresso

mediante o limite de identificao, em microgramas, acoplado ao limite de diluio. O teste tanto mais

sensvel quanto menor o limite de identificao e maior o de diluio.

Ao se fazer um teste analtico ser necessrio seguir determinadas condies, pois do contrrio o

resultado poder ser errneo. Pode-se citar a temperatura, a acidez e a concentrao dos reagentes.

Na concentrao dos reagentes inclui-se a concentrao dos ons de interesse. Por isso diz-se que

existe uma concentrao mnima para o on de interesse em soluo, abaixo da qual o teste ser

negativo. Este fenmeno est relacionado com a sensibilidade de um teste. bom salientar-se que

durante o uso de um teste de alta sensibilidade, a possibilidade de um erro muito grande, pois as

prprias impurezas dos reagentes podem mascarar o resultado. Isto, porm, pode ser contornado

quando se faz um teste em branco, que significa colocar todos os reagentes menos a substncia sob

exame. Daqui o prprio estudante pode deduzir tambm a importncia da natureza dos reagentes

utilizados.

Sensibilidade de uma Reao: expressa a menor quantidade do analito em uma gota da soluo que

pode ser detectado por um dado reagente. Termos usados para expressar a sensibilidade de uma

reao:

Mnimo Detectvel: expressa a menor quantidade do analito (em g) presente em uma gota

(0,05 mL ou 0,02 mL) da soluo em anlise que pode ser detectada por um dado reagente. (g

= 10-6g).

Concentrao Mnima ou Concentrao Limite: a concentrao do analito na soluo que

fornece o mnimo detectvel (g/mL). (1 gota = 0,05ml)

Diluio Limite: expressa o volume da soluo aquosa em mililitros que contm 1g do analito e

que em 1 gota contm a massa mnima detectvel. Em outras palavras, o inverso da

concentrao mnima ou limite.

A sensibilidade das reaes qumicas pode variar dentro de determinados limites, dependendo de diversos fatores:

Aumento da quantidade de soluo;

Aumento ou variao da concentrao dos reagentes;

Durao da reao

O meio (tamponamento) uma mudana no valor do pH do meio;

Atravs de uma extrao por um solvente imiscvel com a gua. Exemplo: Agitao da fase

aquosa com lquido imiscvel em gua (benzeno);

Adio de solventes orgnicos miscveis com a gua. Exemplo: a adio do lcool etlico

(CH3CH2OH) nas reaes de precipitaes (a sensibilidade aumenta), este diminui a solubilidade

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de substncias inorgnicas. (Quando se eleva a sensibilidade de uma reao, eleva-se tambm

a possibilidade de erro. Portanto, deve-se ter cuidado).

A verificao da pureza dos reagentes deve ser feita como ensaio branco.

importante a limpeza do material a ser utilizado.

Especificidade de uma Reao. Por exemplo, nas identificaes dos ons NH4+ por ao de uma base:NH4Cl + NaOH NaCl + H2O + NH3 Neste caso h o desprendimento de amnia, que de fcil

reconhecimento devido ao seu odor marcante.

Nota: Sabe-se que amonaco (gs amnia) no se forma a no ser a partir de sais de amnio. Desta

forma, a reao do on NH4+ com bases uma especificidade de ons.

Classificao das anlises por via mida: fracionada e sistemtica

Anlise fracionada - Tambm chamado ensaio qumico direto. praticada quando utilizamos uma reao ESPECFICA feita diretamente em pores retiradas da soluo em estudo sem levar em

considerao a presena de outros ons. APRESENTA POSSILBILIDAE DE INTERFERNCIA. Utiliza-

se quando h suspeita da presena de um determinado componente. Tambm no tem importncia

nenhuma a ordem de identificao dos ons isolados.

Anlise sistemtica - Quando no h reaes seletivas muito seguras, nem se pode aumentar sua seletividade por meio de um processo qualquer, a identificao dos correspondentes ons pelo mtodo

fracionado impossvel. Nestes casos, convm elaborar uma sucesso de reaes de identificao dos

ons, isto , estabelecer uma marcha sistemtica de anlise.

Esta consiste no seguinte: a identificao de cada on s deve iniciar-se depois de terem sido

identificados e eliminados da soluo todos os outros ons que impedem sua identificao (ou seja, que

reagem com o reagente usado). Sendo assim, deduz-se que, durante a anlise sistemtica, juntamente

com as reaes de identificao dos diferentes ons, deve-se recorrer tambm s reaes de separao

dos mesmos. Nas reaes de separao aproveita-se, geralmente, a diferena entre as solubilidades

dos compostos anlogos dos ons a separar. Por vezes, tambm se recorre diferena entre as

volatilidades dos correspondentes compostos. Para que a separao seja completa, necessrio utilizar

quantidades suficientes de reagente, criar condies timas para a precipitao, garantir uma calcinao

com durao e temperatura suficientes, etc. Deve-se obrigatoriamente verificar-se que a separao

total por meio de um ensaio, sem o qual os resultados de anlise podem ser falsos. As tcnicas das

verificaes da separao completa dos ons sero vistas posteriormente.

Resumindo, a anlise sistemtica consiste na identificao de cada on depois de terem sido

identificados e ELIMINADOS da soluo atravs de uma seqncia de reaes, todos os outros ons que

impedem a sua identificao.

A anlise sistemtica uma seqncia de reaes que combinam reaes SELETIVAS e

ESPECFICAS.

Para podermos ter um ensaio verdadeiramente ESPECFICO, devemos estabelecer certas restries

sobre as condies da realizao: O componente suspeito deve estar no estado fsico desejado. Ex:

soluto no estado de oxidao desejado; Se em soluo, o pH deve ser o desejado. A soluo deve se

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apresentar clara; Outras substncias no devem estar presentes em quantidades ou concentraes

muito grandes.

comum ter de se analisar um on na presena de outros. Em geral, ons presentes na soluo podem

diminuir a sensibilidade das reaes especficas do on em questo (mudana de cor), modificando os

produtos da reao.

Muitas vezes tem-se que eliminar ou reduzir os(s) ons(s) interferentes para realizar a reao de

caracterizao.

Exemplo I A identificao de ons Cd++ sob ao do cido sulfdrico (H2S) com formao de CdS.- Na presena de ons Cu++ haver formao de CuS.

- No entanto, efetuando-se uma reao prvia com KCN, haver uma complexao do cobre [Cu(CN)4]3-

que passar a no reagir com H2S.

- Desta forma, se estar diminuindo a presena de cobre na soluo a ser analisada e haver somente a

precipitao de CdS, permitindo concluir-se a presena de Cd++ na soluo.

Exemplo II Marcha sistemtica da anlise de uma reao dos ons Ca2+ e Ba2+ (IV grupo).- A reao mais sensvel para on Ca2+ a formao de precipitado de oxalato de clcio CaC2O4 por ao

dos sais (ex: oxalato de amnio) do cido oxlico (H2C2O4).

CaCl2 + (NH4)2C2O4 CaC2O4 + 2NH4Cl

ou

Ca++ + C2O42- CaC2O4A reao no especfica para o Ca2+ porque o Ba2+ precipita de forma anloga.

Portanto, no se pode iniciar a anlise sistemtica analisando a presena de Ca2+.Devemos verificar, primeiramente, se a soluo contm ons Ba2+.

Isto pode ser feito por adio de cromato de clcio CaCrO4 soluo.

Ba2+ + CrO42- BaCrO4Enquanto que o cromato de brio precipita, o cromato de clcio, por ser solvel em gua, permanece em

soluo.

Aps a filtrao, o brio retirado na forma de precipitado (ppt) e pode-se, com o filtrado, determinar ou

identificar o clcio por adio de sais do cido oxlico, (NH4)2C2O4.

Anlise Funcional e Sistemtica

A anlise funcional e sistemtica de uma soluo deve ser iniciada pelos ensaios preliminares, seguida

de ensaios para nions e separao e identificao dos ctions presentes. Essa identificao feita com

a adio de reagentes especficos (cido clordrico, gs sulfdrico, amnia, sulfeto de amnio ou

carbonato de amnio) que promover a formao de precipitados e em seguida eles so analisados. Os

grupos de ctions so classificados de acordo com a adio desses reagentes especficos. A

classificao dos nions, adotada por Arthur Vogel, envolve a identificao por produtos volteis obtidos

por tratamento com cidos e os que dependem de reaes em soluo. Este procedimento chamado

de ensaio.

O estudo da anlise sistemtica ser iniciado atravs do estudo de ctions e nions no que consistem

suas classificaes e reaes. Sero discutidos os procedimentos de como tratar os produtos de cada

reao no que tange diferenciao entre os ctions e nions: quais os reagentes que distingue um ction

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de um mesmo grupo e quais procedimentos e/ ou ensaios distinguem os nions. Na classificao ainda

dos nions esto presentes as reaes que compe os ensaios confirmatrios para nions.

Para entender os mtodos de anlise qualitativa e os princpios nos quais se fundamentam, sero

estudados apenas os ons ou elementos mais comuns e representativos. Didaticamente, estas espcies

so estudadas em grupos.

Pertencem ao mesmo grupo, aqueles elementos ou ons que possuem propriedades ou caractersticas

qumicas semelhantes. Sendo assim, a maneira mais eficiente de se analisar uma amostra e separar os

ons que a constituem em vrios grupos e em seguida analisar cada grupo separadamente.

Considerando-se um sal com frmula geral: CyAx tem-se que, Cx+ o ction e Ay- o nion.

Desta forma:

a) Os nions (Ay-) podem ser agrupados, por exemplo, quanto ao seu carter OXIDANTE, REDUTOR e INDIFERENTE.

OXIDANTES: NO2-, NO3-, MnO4-, Cr2O72-

REDUTORES: Cl-, Br-, I-, S2-, SO32-, S2O32-, C2O42-, NO2-

INDIFERENTES: SO42-, CO32-, BO33-, CH3COO-, F-, SiO32-, PO43-

OBS.: Poderiam ser agrupados quanto a um reagente precipitante, por exemplo: nions que precipitam

com ons Ag+ ou Ba2+.

b) Os ctions (Mx+) podem ser separados em 5 grupos. Quatro destes possuem um reagente precipitante

de grupo e o quinto, contm os ctions que formam produtos solveis com a maioria dos reagentes, de

modo que no existe um reagente de grupo.

OBS.: Se uma hipottica soluo, contendo ctions de todos os cinco grupos, forem adicionados os

reagentes especficos de cada grupo, de acordo com a ordem da tabela seguinte, precipitaro os

respectivos ctions deixando os demais em soluo. No entanto, os reagentes de grupo devem ser

adicionados na seqncia dada na tabela, pois tratando-se uma amostra contendo os ctions do grupo I

e II com soluo de sulfeto de amnio. (NH4)2S, todos os ctions precipitaro na forma de sulfetos

metlicos, MeS, e no se conseguir separar o grupo I do grupo II.

importante ressaltar que esta diviso dos grupos, de I a V, pode variar em diferentes literaturas. Esta

ordem citada no livro Vogel, A.I. Qumica Analtica Qualitativa. 5. ed. Mestre Jou: So Paulo, 1981.

Classificao dos Ctions (ons metlicos) em Grupos AnalticosPara fins de anlise qualitativa sistemtica, os ctions so classificados em cinco grupos, tomando-se

por base sua peculiaridade a determinados reagentes, ou seja, os ons de comportamento anlogo so

reunidos dentro de um grupo. Os reagentes usados para a classificao dos ctions mais comuns so o

cido clordrico, o cido sulfdrico (sulfeto de hidrognio), o sulfeto de amnio e o carbonato de amnio.

A classificao baseia-se no modo como os ctions reagem a tais reagentes pela formao ou no de

precipitados. Os cincos grupos e suas caractersticas so, como se segue:

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Classificao dos Ctions (ons metlicos) em Grupos Analticos

Grupo Ctions mais comunsNome e/ou caracterstica do grupo

I Os ons deste grupo so: chumbo (Pb2+), mercrio (I) (Hg22+) e prata (Ag+).

Grupo do HCl ou Grupo dos cloretos insolveis.

Os ctions deste grupo formam precipitados com cido

clordrico diludo.

II

Os ons deste grupo so: mercrio (II)

(Hg2+),cobre (Cu2+), bismuto (Bi3+), cdmio

(Cd2+), chumbo (Pb2+), arsnio (III) (As3+),

arsnio (V) (As5+), antimnio (III) (Sb3+),

antimnio (V) (Sb5+), estanho (II) (Sn2+),

estanho (III) (Sn3+) e estanho (IV) (Sn4+).

Os cinco primeiros formam o subgrupo II A,

e os seis ltimos, o subgrupo II B.

A) Grupo do cobre

B) Grupo do arsnio

Esses ctions precipitam como sulfeto em meio cido. Grupo

do H2S/H+.

Os ctions deste grupo no reagem com cido clordrico, mas

formam precipitados com cido sulfdrico em meio cido

mineral diludo.

Enquanto os sulfetos dos ctions do grupo II A so insolveis

em polissulfeto de amnio, os do grupo II B so solveis.

III

Os ctions deste grupo so: cobalto (II)

(Co2+), nquel (II) (Ni2+), ferro (II) (Fe2+), ferro

(III) (Fe3+), cromo (III) (Cr3+), alumnio (Al3+),

zinco (Zn2+) e mangans (II) (Mn2+).

A) Grupo do alumnio

B) Grupo do nquel.

Os ctions deste grupo no reagem nem com cido clordrico e

nem com cido sulfdrico em meio cido mineral diludo.

Todavia, formam precipitados com sulfeto de amnio em meio

neutro ou amoniacal. Grupo do (NH4)2S. Os ctions bivalentes

precipitam como sulfetos e os trivalentes como hidrxidos.

Grupo do H2S/NH4OH

IV

Os ctions deste grupo so: clcio (Ca2+),

estrncio (Sr2+), brio (Ba2+) e magnsio (Mg2+).

Os ctions deste grupo no reagem nem com reagentes do

grupo I, nem do II, nem do III. Eles formam precipitados com

carbonato de amnio na presena de cloreto de amnio em

meio neutro ou levemente cido.

Grupo do carbonato de amnio. O magnsio no precipita na

presena de sais de amnio.

V

Os ctions deste grupo incluem os ons

magnsio (Mg2+), sdio (Na+), potssio (K+), amnio (NH4+), ltio (Li+) e hidrognio (H+).

Os ctions comuns, que no reagem com nenhum dos

reagentes dos grupos anteriores, formam o ltimo grupo.

Grupo dos metais alcalinos e amnio, no apresentam

reagente especfico.

Curiosidade sobre o Grupo III: Vaitsman e Olymar classificam os ctions que no esto em negrito em grupo III e

os em negrito em grupo IV. A soluo que contm o primeiro grupo, depois de acidificada com HCl concentrado

aquecida com cloreto de amnio (slido) e hidrxido de amnio concentrado, formando hidrxidos. A soluo que

contm o segundo grupo tratada com cido sulfdrico leva a formao de sulfetos.

O sistema de grupo de ctions pode ser estendido para satisfazer a incluso de ons menos comuns, como o

tungstnio, molibdnio, titnio, vandio e berlio que tm importantes aplicaes industriais. So denominados ons

menos comuns ou mais raros devido sua anlise qualitativa de rotina ser menos comum.

Logo, nosso estudo se restringir apenas aos ctions que ocorrem com mais freqncia nas amostras comuns.

Sendo que sero estudadas apenas as reaes mais importantes de um nmero limitado de ctions.

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PARTE EXPERIMENTAL 01: FUNDAMENTOS EM LABORATRIO DE QUMICA

INTRODUOO trabalho que se realiza em um curso prtico de Qumica Analtica Qualitativa requer, alm de grande

dedicao e interesse, muito cuidado e ateno. Para melhor aprendizagem, torna-se necessrio o

aproveitamento substancial do tempo. O volume de informaes enorme e a quantidade de conceitos

necessrios demasiada. Procure fixar muito bem todos os conceitos bsicos, deixando-os cada vez

mais solidificados e vivos na memria; isto lhe dar mais segurana e uma maior capacidade de

raciocnio. Quando um aluno consegue entender e assimilar os problemas relacionados a um

determinado experimento, se sentir mais firme, hbil e com maior determinao ao procurar o

entendimento de qualquer outro subseqente.

O tempo de laboratrio importantssimo, quanto mais, melhor. Tenha sempre presente que a qumica

uma cincia experimental - por isso explore ao mximo o laboratrio. Tome conhecimento do que ser

discutido em cada aula e se prepare antes. Anote tudo o que observar e procure representar por meio de

equaes de reao todos os fenmenos qumicos processados. Reserve sempre um perodo posterior

s aulas para organizao e fixao do que foi colocado sua disposio. Em caso de dvidas refaa os

testes ou experimentos, esclarea-os com o professor ou explore a literatura.

INSTRUES PARA O TRABALHO DE LABORATRIOMesmo que outras disciplinas de laboratrio do curso tenham apresentado e discutido as normas e

fornecido esclarecimentos sobre o trabalho prtico, convm relembrar alguns itens importantes assim

como mencionar aqueles de carter especfico.

O laboratrio um lugar de trabalho srio. EVITE QUALQUER TIPO DE BRINCADEIRAS, pois

a presena de substncias inflamveis e explosivas e material de vidro delicado e, muitas vezes,

de preo bastante elevado, exigem, como se no bastassem as normas de boa educao, uma

perfeita disciplina no laboratrio.

INDISPENSVEL O USO DE BATA.

O trabalho no laboratrio feito em duplas. Antes de iniciar e aps o trmino dos experimentos

MANTENHA SEMPRE LIMPA A APARELHAGEM E A BANCADA DE TRABALHO.

Estude com ateno os experimentos antes de execut-los, registrando no caderno de

laboratrio as observaes e concluses que fez, aps a execuo dos mesmos.

As lavagens dos materiais de vidro so realizadas inicialmente com gua corrente e

posteriormente com pequenos volumes de gua destilada. Em alguns casos, torna-se

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necessrio o emprego de sabo ou detergente, cido muritico (cido clordrico comercial),

soluo sulfocrmica ou potassa alcolica.

Em semimicro anlise, trabalha-se sempre com pequenas quantidades de substncia. Quando

as provas forem realizadas em tubos de ensaio, o volume da soluo problema, bem como os de

cada um dos reagentes adicionados, deve ser aproximadamente de 10 gotas (0,50 mL).

Deve-se evitar o desperdcio de solues, reagentes slidos, gs e gua destilada.

Deve-se tomar o mximo cuidado para no impurificar os reagentes slidos e as solues. As

substncias que no chegaram a ser usadas nunca devem voltar ao frasco de origem. Nunca se

deve introduzir qualquer objeto em frascos de reagentes, exceo feita para o conta-gotas com o

qual estes possam estar equipados ou esptulas limpas.

No usar um mesmo material (por exemplo: pipetas, esptulas) para duas ou mais substncias,

evitando assim a contaminao dos reagentes.

Ao se aquecer um tubo de ensaio deve-se faz-lo de maneira adequada, caso contrrio, o

contedo do mesmo poder ser projetado para fora, atingindo o operador ou outras pessoas.

Dar tempo suficiente para que um vidro quente esfrie. Lembre-se de que o vidro quente

apresenta o mesmo aspecto de um vidro frio. No o abandone sobre a mesa, mas sim, sobre

uma tela com amianto.

Cuidado ao trabalhar com substncias inflamveis. Mantenha-as longe do fogo.

Todas as operaes nas quais ocorre desprendimento de gases txicos devem ser executadas

na capela (como por exemplo: evaporaes de solues cidas, amoniacais etc.).

No se deve colocar o rosto ou nariz diretamente sobre o frasco que contm uma substncia

qumica, pois alguns reagentes so altamente txicos e venenosos. Utilizar a mo por cima do

frasco aberto, desloque na sua direo uma pequena quantidade do vapor para sentir o seu

odor.

Na preparao ou diluio de uma soluo use GUA DESTILADA.

Verificar cuidadosamente o rtulo do frasco que contm um dado reagente, antes de tirar dele

qualquer poro. Leia o rtulo duas vezes para certificar-se de que tem o frasco certo.

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Ao destampar um frasco ou outro recipiente qualquer manter a sua rolha, sempre que possvel,

entre os dedos da mo que segura o prprio frasco. Caso no seja possvel esta operao,

coloque a rolha sobre o balco sem, contudo, deixar tocar no mesmo a parte que penetra no

gargalo do frasco.

Ao transferir o lquido de um frasco para outro procurar segurar o mesmo com a mo direita

deixando o rtulo voltado para a palma da mo. Evita-se, assim, que o lquido que por acaso

escorra estrague o rtulo.

Ao retornar o frasco para o seu devido lugar, se o fundo do mesmo estiver molhado com o

lquido que o mesmo contm enxug-lo com um pano prprio ou papel (pode lavar e enxugar

tambm), evitando assim as manchas que comumente aparecem nos balces e possveis danos

ou acidentes.

No misturar substncias desnecessariamente. comum o aluno curioso misturar vrios

reagentes para ver o que acontece. Isto deve ser evitado, pois podero ocorrer reaes

violentas, com desprendimento de calor, projees de substncias no rosto etc.

No deixar frascos de reagentes abertos, pois assim poder haver perdas do reagente por

derrame ou volatilizao. Alm disso, pode ocorrer contaminao devido ao contato com o ar,

como tambm serem exalados vapores de odor desagradvel ou venenoso.

Cuidado ao trabalhar com cido sulfrico concentrado. Adicionar SEMPRE o cido gua

(acidule a gua). No caso de queimadura com H2SO4 concentrado, secar muito bem a parte

afetada, depois lavar com gua fria.

cidos e bases concentrados atacam a pele e roupa. Por essa razo, devem ser utilizados com

o mximo de cuidado, principalmente na neutralizao de um com o outro, pois a reao

violenta.

No jogar substncias corrosivas nas pias. Precipitados, papis de filtro, tiras de papel indicador,

fsforos etc, devem ser depositados em recipientes prprios.

INFORME AO PROFESSOR DE QUALQUER ACIDENTE QUE OCORRA, MESMO QUE SEJA

UM DANO DE PEQUENA IMPORTNCIA.

Entregue as suas tarefas sempre nas datas marcadas.

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SEGURANA EM LABORATRIOEspecial ateno deve ser dada segurana, tanto pessoal, como coletiva. As medidas de segurana no

laboratrio so uma conseqncia das regras de bom senso. Em geral, um acidente ocorre quando

menos se espera e no se pode prev-los com antecedncia. No entanto, inmeros cuidados podem ser

adotados sem grande esforo, diminuindo assim os riscos a um mnimo insignificante. Embora no seja

possvel enumerar aqui todas as causas possveis de acidentes num laboratrio, existem certos

cuidados bsicos que facilmente podem ser observados.

Fogo: alm de materiais usualmente inflamveis (madeira, cortia, o prprio vesturio, cabelos, etc.),

todo o laboratrio contm solventes altamente inflamveis. Portanto, o bico de Bunsen deve ser utilizado

somente quando necessrio. No se devem aquecer lquidos inflamveis em chama direta; deve-se

afastar o fogo de qualquer coisa que possa inflamar-se e, sobretudo, no esquecer acesa uma chama e/

ou de desligar o gs ao sair do laboratrio.

Exploses: podem ocorrer principalmente por causa de vazamento de gs ou ignio espontnea de materiais finamente divididos (carvo ativo, p de alumnio), de vapores de solventes inflamveis ou pelo

aquecimento de substncias oxidantes (gua-rgia, cido ntrico, cido perclrico, cloratos, nitrato de

amnio e outros) em temperaturas acima do necessrio e em presena de substncias orgnicas.

Substncias Txicas em Geral: Muitas substncias utilizadas no laboratrio so txicas em maior ou menor escala. Notoriamente, txicos so os cianetos, arsnico, gs sulfdrico, fsforo branco, compostos

de mercrio e chumbo, entre outras. Portanto, de um modo geral, evite o contato de qualquer substncia

com a pele e no prove, nem aspire profundamente, qualquer substncia desconhecida.

ACIDENTES COMUNS E PRIMEIROS SOCORROSQUEIMADURAS- Queimaduras causadas pelo calor seco: no caso de queimaduras causadas por chama ou objetos

aquecidos, aplicar pomada de Picrato de Butesina. No caso de queimaduras mais graves, estas devem

ser cobertas com gaze esterilizada umedecida em soluo de bicarbonato de sdio a 5%.

- Queimaduras causadas por cidos: lavar imediatamente o local com gua em abundncia, durante cerca de cinco minutos. Em seguida, lavar com soluo saturada de bicarbonato de sdio e novamente

com gua. Secar a pele e aplicar mertiolate.

- Queimaduras por lcalis: lavar a regio atingida imediatamente com bastante gua, durante cerca de

cinco minutos. Tratar com soluo de cido actico a 1% e lavar novamente com gua. Secar a pele e

aplicar mertiolate.

LCALIS OU CIDOS NOS OLHOS: lavar exaustivamente com gua, por uns quinze minutos, no lavador de olhos e aplicar soluo de cido brico a 1%.

INTOXICAO POR GASES: remover a vtima para um local arejado, deixando-a descansar. Em casos de asfixia, fazer respirao artificial.

INGESTO DE SUBSTNCIAS TXICAS: recomenda-se beber muita gua.- Ingesto de cidos: em seguida gua, beber um copo de bicarbonato de sdio a 2% ou leite de

magnsia.

- Ingesto de lcalis: em seguida gua, tomar um copo de cido ctrico ou actico a 2% ou vinagre na

diluio 1:1.

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NOTA: Segurana qumica um assunto muito amplo e deve ser estudado particularmente para cada substncia de manipulao regular. Como tarefa corriqueira deve-se ter em arquivo facilmente disponvel

a FISPQ (Ficha de Informao de Segurana Qumica) de cada substncia para se saber maiores

detalhes de manipulao, toxidez, armazenamento, deposio e outros.

ALGUMAS TCNICAS DE ANLISE QUALITATIVAEnquanto algumas destas tcnicas so convenientes para trabalhar usando equipamento de pequena

dimenso, muitas delas so de aplicao geral e, com algumas adaptaes, usadas em outros cursos.

Leia a descrio dessas tcnicas antes de comear o trabalho de laboratrio. Releia-as ento quando

lhes forem feitas referncias nos processos analticos.

Tcnica 1 Adio de Reagentes

vital que os reagentes sejam preservados contra contaminao. Conta-gotas de frascos de reagentes

devem ser mantidos acima dos tubos ou outros recipientes e no permitido toc-los.

Algumas vezes, particularmente na neutralizao, desejvel adicionar menos de uma gota de

reagente. Comprima levemente o bulbo do conta-gotas e remova com um basto limpo a frao de uma

gota que emerge primeiro da extremidade do conta-gotas, introduza ento o basto na soluo.

Tcnica 2 Amostragem essencial que a amostra tirada de uma grande quantidade de material para anlise, seja

representativa, isto , deve conter todos os constituintes presentes no material. No caso de uma soluo

necessrio apenas que seja perfeitamente misturada antes que os slidos tenham tempo de decantar.

Materiais slidos podem no ser homogneos, mesmo depois de terem sido eles cuidadosamente

misturados. A separao dos constituintes pode ocorrer depois que a mistura for guardada caso os

mesmos diferirem consideravelmente em densidade. Examine o material com o auxlio de uma lente

para evidenciar falta de homogeneizao e nesse caso misture completamente antes de separar uma

amostra.

Tcnica 3 - Aquecimento de SoluesAs solues em cpsulas podem ser aquecidas diretamente sobre a chama com tela de amianto ou em

chapas de aquecimento. Isto no satisfatrio para solues contidas em tubos de ensaio por causa da

tendncia em formar bolhas de vapor no fundo e expelir a soluo medida que o volume se expande.

Aquea sempre essas solues em tubos imersos em banho-maria. Um banho simples pode ser feito

utilizando um bquer de 250 mL.

Tcnica 4 Centrifugao

Para a separao de quantidade pequena de material, a centrifugao muito mais rpida que a

filtrao. Uma centrfuga submete um objeto a uma fora excessivamente maior que a gravidade. Se d

a distncia do eixo de rotao para o precipitado, a fora atuante sobre este proporcional a d

multiplicado pelo quadrado da velocidade da rotao. Quando d 11 cm e a velocidade de rotao

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de 1650 rpm, a fora cerca de 330 vezes maior que a gravidade. O precipitado decantar 330 vezes

mais rpido na centrfuga do que em um tubo colocado em uma estante.

Os pontos seguintes devem ser observados no uso da centrfuga:

O cabeote deve ser cuidadosamente equilibrado. Equilibre o tubo contendo a amostra com outro tubo

de mesmo tamanho contendo igual volume de gua. Ponha-os em posies opostas no cabeote. Uma

centrfuga desequilibrada vibra ou se desloca sobre a base. Isto pode quebr-la e acidentar o operador.

Centrifugue apenas alguns minutos, 1 ou 2 minutos a uma velocidade 2. No necessrio utilizar a

velocidade mxima de sua centrfuga. Compartilhe o uso da centrfuga com os outros. NO A

MONOPOLIZE.

Tubos de ensaio so satisfatrios para a maioria das centrifugaes e so preferencialmente usados

porque as solues so facilmente misturadas em tubo de fundo maior.

Algumas centrfugas podem ser freadas com a mo ou com um dispositivo mecnico, porm isso no

aconselhvel, pois se for feito muito abruptamente o precipitado pode se redispersar no tubo.

Tcnica 5 Separao de um precipitadoDepois de centrifugar um precipitado num tubo de ensaio deve-se separar o lquido sobrenadante. O

modo mais simples ser usando a pipeta conta-gota para succionar. claro que antes de inserir a pipeta

na soluo deve-se expelir o ar de dentro do bulbo da borracha. Se o ar for expelido com a ponta da

pipeta introduzida no lquido poder provocar novamente a disperso do slido, devido ao movimento

brusco ocasionado no lquido.

Tcnica 6 Lavagem do Precipitado

Mesmo aps a remoo do lquido sobrenadante, todos os precipitados contero ainda uma pequena

quantidade de soluo. O precipitado pode tambm absorver ons da soluo em sua superfcie. Para

remover esses ons e melhorar a pureza do precipitado, ele deve ser lavado. O solvente de lavagem

usualmente gua, mas algumas vezes vantajoso lav-lo com uma soluo muito diluda do reagente

usado para a precipitao.

Os cloretos do primeiro grupo de ctions, por exemplo, so lavados com cido clordrico muito diludo,

porque sua solubilidade mais baixa na presena do on cloreto. A lavagem efetuada adicionando-se o

lquido ao precipitado e utilizando um basto de vidro para desagregar o precipitado e dispers-lo no

lquido. Aps a centrifugao o lquido de lavagem pode ser adicionado primeira soluo se contiver

quantidade aprecivel de ons, ou pode ser abandonado.

Como regra geral mais eficiente lavar o precipitado com duas pequenas pores de lquido de lavagem

do que apenas uma poro de maior volume.

Tcnica 7 Medidas de Quantidade

As quantidades de solues so medidas em gotas ou mililitros. Uma gota padro corresponde a 0,05

mL, desse modo 20 gotas correspondem a um mililitro. Na maioria das vezes suficiente supor que os

conta-gotas usados liberem gotas desse tamanho. O volume de uma gota pode variar no apenas com

as dimenses do conta-gotas, mas com o reagente, praticamente ignoramos tais variaes. Quando se

requer uma medida mais precisa de volume, usam-se pipetas capilares calibradas.

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As quantidades de slidos so convenientemente medidas com uma balana analtica de sensibilidade

de 10 mg (0,01 g ou 0,1 cg). Essa sensibilidade satisfatria para a maioria do trabalho. Pese por

diferena: pese primeiro um tubo de ensaio e em seguida pese-o contendo a amostra. Quando a medida

exata de uma quantidade no importante, pode-se usar uma esptula.

Tcnica 8 Dissoluo de Amostras

Aqui, so consideradas apenas as situaes mais simples que possuem as amostras desconhecidas. O

solvente mais desejvel a gua. Teste a solubilidade de uma pequena quantidade (menos que 20 mg)

em gua. Se a amostra no se dissolver rapidamente temperatura ambiente depois de agitar

adequadamente, ento experimente aquecer por alguns minutos em banho-maria. Adicione mais gua

se as primeiras gotas parecerem dissolver um pouco a amostra, mas no toda. Caso a amostra no se

dissolva em gua, teste sua solubilidade em cido ntrico 6 mol/L. Espere um pouco para que a amostra

se dissolva em cido. Alguns sais se hidrolisam extensivamente em gua formando precipitados. Muitas

vezes mais fcil dissolv-los diretamente em cido do que tentar dissolver o precipitado que se forma

por hidrlise.

cidos concentrados e gua rgia (3:1 HCl:HNO3) podem algumas vezes serem usados com vantagem,

mas devem ser evitados, se possvel, pois o excesso de cido teria que ser neutralizado ou removido por

evaporao. Alguns sais so notavelmente insolveis em cidos concentrad

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