UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS

FACULDADE DE TECNOLOGIA

ENGENHARIA QUMICA

QUMICA ANALTICA EXPERIMENTAL

MANAUS 2013

ALUNOS:

EVANDRO SERAFIM MORAES FAGNER FERREIRA DA COSTA LUIZ HENRIQUE BECKER MOREIRA Data da aula prtica: 12/12/13 Data de entrega: 18/12/13

IDENTIFICAO DE NIONS

MANAUS

2013

Sumrio 1. Objetivo .................................................................................................................... 4

2. Materiais e Mtodos .............................................................................................. 5

2.1 Materiais e reagentes ..................................................................................... 5

2.2 Mtodos empregados ..................................................................................... 5

2.2.1 Solubilidade da amostra ......................................................................... 5

2.2.2 Ph da soluo aquosa da amostra ........................................................ 5

2.2.3 Tratamento com o H2SO4 ...................................................................... 6

2.2.4 Tratamento com soluo aquosa de nitrato de prata ........................ 6

3. Referencial terico ................................................................................................. 7

3.1 Identificao de nions ................................................................................... 7

3.2 A solubi lidade de uma soluo ..................................................................... 7

3.3 O produto de solubilidade .............................................................................. 8

3.4 Regras de solubilidade ................................................................................... 8

4. Resultados ............................................................................................................ 10

4.1 Solubilidade da amostra ............................................................................... 10

4.1.1 AgCl(s)....................................................................................................... 10

4.1.2 BaCO3(s) ................................................................................................... 11

4.1.3 NaCl(s) ...................................................................................................... 12

4.1.4 K2SO4(s) .................................................................................................... 13

4.1.5 Tabela de resultados e discusso ....................................................... 14

4.2 Ph da soluo aquosa da amostra ............................................................. 14

4.3 Tratamento com o H2SO4............................................................................ 15

4.3.1 NaNO2 1M ............................................................................................... 15

4.3.2 NaS * 9H2O ............................................................................................. 15

4.3.3 KI............................................................................................................... 15

4.3.4 KBr............................................................................................................ 15

4.4 Tratamento com soluo aquosa de nitrato de prata .............................. 15

5. Concluso ............................................................................................................. 17

6. Bibliografia ............................................................................................................. 18

1. Objetivo

Identificar nions por meio de anlise de amostras, atravs de suas

solubilidades, interaes com outros ons e em meio cido ou bsico.

2. Materiais e Mtodos

2.1 Materiais e reagentes

Tubos de ensaio

Pipetas

Bico de Bunsen

Papel indicador universal

Sal e soluo de K2SO4 1M

Soluo de AgNO3 0,2M

Sal e soluo de AgCl

Sal e soluo de NaCl 1M

Soluo de NaNO2 1M

Soluo de NaS.9H2O 1M

Soluo de KI 1M

Soluo de KBr 1M

2.2 Mtodos empregados

2.2.1 Solubilidade da amostra

Colocou-se em tubos de ensaio distinto algumas quantidades de

AgCl,BaCO3, NaCl, K2SO4, e em cada tubo colocou-se aproximadamente

0,003 L de gua, agitou-se e aqueceu-se os tubos. Observou-se a solubilidade.

2.2.2 Ph da soluo aquosa da amostra

Tirou-se o pH aproximado da soluo de K2SO4 e da soluo de BaCO3

atravs de uma tira de papel indicador universal. Observou-se os pH das

solues

2.2.3 Tratamento com o H2SO4

Em tubos distintos colocou-se 4 mL da soluo de NaNO2 1M, NaS *

9H2O

1M, KI 1M, KBr 1M e adicionou-se algumas gotas de H2SO4

concentrado. Observou-se e anotou-se.

2.2.4 Tratamento com soluo aquosa de nitrato de prata

Em tubos distintos adicionou-se 1 mL da soluo de K2SO4, 1 mL da

soluo de BaCO3, respectivamente. Em cada tubo adicionou-se 5 a 6 gotas

de AgNO3 0,2 M. Observou-se e anotou-se.

3. Referencial terico

3.1 Identificao de nions

Na anlise de nions, necessrio que alguns testes sejam realizados

para a confirmao de que em uma certa soluo haja a presena de um certo

nion. Esses testes incluem, por exemplo, saber a solubilidade em gua, cor da

amostra, valor de pH, e reaes de precipitaes.

Alguns ons no coexistem em uma mesma soluo como por exemplo o

Ag+ em meio cido, juntamente com o Br-, Cl-, I-, S2-. Por outro lado, tambm os

ons Pb2+ e Ba2+ no podem coexistir com o SO42-, mas em soluo alcalina,

onde o chumbo est na forma de HPbO2-, o SO42- pode existir.

Atravs desses testes possvel eliminar ou confirmar a existncia de

um on em soluo.

3.2 A solubilidade de uma soluo

Para tratarmos da anlise da solubilidade de uma amostra,

primeiramente devemos discorrer sobre o fenmeno da saturao de uma

soluo, que est intimamente ligada ao coeficiente de solubilidade de uma

soluo.

O coeficiente de solubilidade de uma soluo indica quantos gramas de

soluto podem ser dissolvidos, sem que haja precipitao, em uma certa

quantidade de solvente. O solvente utilizado geralmente a gua destilada.

O coeficiente de solubilidade de uma soluo um dado obtido

experimentalmente. Existem vrios coeficientes para cada substncia. Eles

variam conforme a temperatura na qual se encontra a soluo. Se um soluto se

dissolve com absoro de calor (dissoluo endotrmica), um aumento de

temperatura aumenta o coeficiente de solubilidade de uma soluo. Por outro

lado, se um soluto se dissolve com liberao de calor (dissoluo exotrmica),

um aumento de temperatura diminui a solubilidade. (Feltre, 2004)

Portanto, para facilitar a visualizao de um coeficiente de solubilidade

de uma dada soluo construdo um grfico de coeficiente de solubilidade x

temperatura. Esses grficos so conhecidos como curvas de solubilidade.

Analisando-se essas curvas de solubilidade, possvel se estimar se um

aumento de temperatura afetar consideravelmente o coeficiente de

solubilidade de uma soluo.

3.3 O produto de solubilidade

Quando no se tem dados experimentais disponveis sobre o

coeficiente de solubilidade de uma soluo, e o soluto observado um sal

pouco solvel, possvel usar o produto de solubilidade (Kps) de uma reao

para se estimar a solubilidade de um soluto em uma certa quantidade de

solvente, em uma certa temperatura (geralmente, 25 C).

Quase todos os sais poucos solveis encontram-se

essencialmente e totalmente dissociados em solues aquosas pouco

saturadas (Skoog, 2006)

A equao para o produto de solubilidade dada a seguir:

Figura 1. Produto de solubilidade Kps Disponvel em:

Portanto, basta saber as concentraes dos os dissociados no equilbrio

para que a solubilidade de uma dada substncia AB possa ser encontrada.

3.4 Regras de solubilidade

As regras de solubilidade, indicam que sais derivados de cidos fortes,

em geral, so solveis:

Exemplo: H2SO4

E sais derivados de cidos fracos, so, em geral, insolveis:

Exemplo: H2CO3

Portanto, a dissociao de um on est fortemente ligado origem do

ction e do nion. (Matos, 2013)

4. Resultados

4.1 Solubilidade da amostra

4.1.1 AgCl(s)

O Kps de AgCl(s), a 25 C,

Kps = 1,82*10-10 (mol/L)= [Ag(aq)+] * [Cl(aq)-]

A dissoluo que ocorre a seguinte

AgCl(s) Ag(aq)+ + Cl(aq)-

Por estequiometria, observa-se que:

Solubilidade do AgCl(s) = [Ag(aq)+]

E

[Ag(aq)+] = [Cl(aq)-]

Portanto:

[Ag(aq)+] = (1,82*10-10)(1/2)

[Ag(aq)+] = 1,35*10-5 (mol/L)

Solubilidade do AgCl(s) = 1,35*10-5 (mol/L)

Para os 0,003 L de gua destilada adicionados, temos uma certa

quantidade de mols solvel:

Quantidade de mols solvel de AgCl(s) = [1,35*10-5 (mol/L)] * (0,003 L) =

4,05*10-8 mols

Convertendo para massa temos:

Massa solvel de AgCl(s) = (4,05*10-8 mols) * 143,32 (g/mol) = 5,80*10-6

g

Essa anlise demonstra que a 25 C, em uma quantidade de 0,003 L de

gua, apenas 5,80*10-6 g conseguem se dissolver nos ons Ag(aq)+ e Cl(aq)- .

Realmente, o AgCl(s) muito pouco solvel em gua.

Esse fato foi comprovado uma vez que o cloreto de prata no solubilizou

em gua no experimento realizado em laboratrio, e mesmo depois de aquecer

a soluo, o AgCl(s) continuou insolvel em gua.

4.1.2 BaCO3(s)

O Kps de BaCO3(s), a 25 C,

Kps = 5,0*10-9 (mol/L)= [Ba2+(aq)] * [CO32-(aq)]

A dissoluo que ocorre a seguinte

BaCO3(s) Ba2+(aq)+ CO32-(aq)

Por estequiometria, observa-se que:

Solubilidade do BaCO3(s) = [Ba2+(aq)]

E

[Ba2+(aq)] = [CO32-(aq)]

Portanto:

[Ba2+(aq)] = (5,0*10-9)(1/2)

[Ba2+(aq)] = 7,1*10-5 (mol/L)

Solubilidade do BaCO3(s) = 7,1*10-5 (mol/L)

Para os 0,003 L de gua destilada adicionados, temos uma certa

quantidade de mols solvel:

Quantidade de mols solvel de BaCO3(s) = [7,1*10-5 (mol/L)] * (0,003 L)

= 2,1*10-7 mols

Convertendo para massa temos:

Massa solvel de BaCO3(s) = (2,1*10-7 mols) * 197,34 (g/mol) = 4,1*10-5 g

Essa anlise demonstra que a 25 C, em uma quantidade de 0,003 L de

gua, apenas 4,1*10-5 g conseguem se dissolver nos ons Ba2+(aq) e CO32-(aq).

Observa-se que em comparao dissoluo do AgCl(s) , o BaCO3(s)

um pouco mais solvel. O nosso resultado experimental demonstrou que o

BaCO3(s) solubilizou apenas parcialmente em gua,e aps o aquecimento,

continuou parcialmente solvel, com formao de bolhas.

4.1.3 NaCl(s)

Observando o grfico abaixo:

Grfico 1. Curvas de solubilidade Disponvel em:

Podemos ver que o NaCl(s) tem uma solubilidade de aproximadamente

35 g de soluto / 100 g de H2O. Observando curva, observa-se tambm que

solubilidade quase no se altera com o aumento da temperatura.

No experimento, foi observado que inicialmente o NaCl(s) se solubilizou

totalmente, e aumento da temperatura no interferiu na solubilizao do NaCl.

4.1.4 K2SO4(s)

Observando o Grfico 1, vemos que existe uma considervel alterao

na solubilidade do K2SO4(s) conforme aumenta-se a temperatura. Vemos que,

ao sair de uma temperatura de aproximadamente 10 C para uma temperatura

de 50 C, temos uma alterao na solubilidade do K2SO4(s) de

aproximadamente 10 g de soluto / 100 g de H2O. Isso significa que uma

alterao na temperatura deve influenciar na quantidade de K2SO4(s) em uma

soluo.

Conforme foi constatado no experimento realizado em laboratrio, o

K2SO4(s) passou de parcialmente solvel em gua, na temperatura ambiente,

para uma soluo com apenas um pequeno corpo de fundo, ou seja,

consideravelmente mais solubilizado que antes do aquecimento.

4.1.5 Tabela de resultados e discusso

Amostra Antes do

Aquecimento

Aps o Aquecimento Identificao

de nion

AgCl(s) No solubilizou em gua

No solubilizou em gua

No

BaCO3(s) Solubilizao

parcial

No solubilizou em

gua(formao de bolhas)

Baixa

concentrao

NaCl(s) Solubilizao total Solubilizao total Grande

concentrao

K2SO4(s) Parcialmente solvel

Solubilizao maior, com corpo de fundo

Concentrao razovel

Tabela 1.Identificaes de nions nas amostras

Interpretando a tabela, vemos que a formao de nions nas

dissociaes discutidas depende da solubilidade da amostra. Se h boa

dissociao da amostra, aumenta a concentrao do nion. Caso contrrio,

diminui a concentrao do nion.

4.2 Ph da soluo aquosa da amostra

Tabela de resultados e discusso

Utilizando a tira de papel indicador universal, observou-se os seguintes

pH das solues:

Soluo pH

K2SO4 6

BaCO3 7

O pH ligeiramente cido de K2SO4 indica a presena de HSO4- ou cidos

livres. Como o SO42- bem solvel em gua, um pH cido influencia na

formao de HSO4- devido interao do nion com o H+ da soluo.

O pH neutro de BaCO3 indica que no houve uma dissociao devido ao

pH da soluo. Se o pH fosse bsico, as hidroxilas roubariam o Ba, deixando

ons CO3-. Como o CO3- pouco solvel em gua, poucos ons existem na

soluo.

4.3 Tratamento com o H2SO4

4.3.1 NaNO2 1M

Observou-se o desprendimento de gs. A reao a seguinte

2NaNO2(aq) + H2SO4(aq) --> 2HNO2(aq) + Na2SO4aq)

4.3.2 NaS * 9H2O

A reao a seguinte:

Na2S*9H2O + H2SO4 H2S + Na2SO4 + 9 H2O

H formao de precipitado, sendo o Na2SO4. Tambm se pode

observar a formao de H2S, um gs que tem um cheiro caracterstico forte.

4.3.3 KI

8 KI (s) + 9 H2SO4 4 I2 + H2S + 4H2O + 8 KHSO4

A soluo permaneceu inalterada no experimento

4.3.4 KBr

2 KBr (s) + 3 H2SO4 2 KHSO4 + Br2 + SO2 + 2H2O.

No experimento a soluo permaneceu inalterada.

4.4 Tratamento com soluo aquosa de nitrato de prata

Nitrato de prata (5 gotas)

1 mL {K2SO4 + NaNO3 - formao de precipitado branco gelatinoso

{BaCO3 nenhuma formao aparente

5. Concluso

A identificao de nions est relacionada solubilizao de sais em

uma soluo. A dissociao do sal nos ons nos mostra quanto do nion foi

formado. O coeficiente de solubilidade tem uma grande importncia, portanto,

pois nos informa quanto dissolvido para uma certa quantidade de soluto, para

um solvente a uma certa temperatura. O meio pode influenciar caso seja cido

ou bsico uma vez que certos ons no conseguem coexistir em solues

cidas ou bsicas. No tratamento com o H2SO4, o meio cido tem de certeza

influencia sobre os ons formados. Da mesma forma, no tratamento com

soluo aquosa de nitrato de prata, vemos que certos ons, quando em

soluo, no conseguem coexistir.

6. Bibliografia Feltre, R. (2004). Qumica: Fsico-Qumica. So Paulo: Moderna. Matos, J. (2013). Precipitao. Acesso em 18 de Dezembro de 2013, disponvel em Site

do instituto de qumica da usp:

http://www2.iq.usp.br/docente/jdrmatos/QFL230/Parte_1_-_precipitacao-2013-COMPLETO-b.pdf

Skoog, D. A. (2006). Fundamentos de Qumica Analtica. So Paulo: Thomson Learning.