Análise de Cátions dos grupos I e II

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Quando colocados na chama oxidante do Bico, alguns elétrons dos cátions são excitados “saltando” para níveis de maior energia que, por sua vez, são mais instáveis. Isso faz com que o elétron busque regiões mais estáveis, retornando ao seu estado inicial e liberando a energia recebida na forma de luz em um comprimento de onda específico, o que determina a cor visualizada para cada íon (alguns elétrons não emitem luz na região do visível). Os elétrons das camadas mais externas precisam de pouca energia para realizar a transição e o seu retorno resulta em ondas de maior comprimento que vibram na cor vermelha, enquanto os elétrons mais próximos ao núcleo necessitam de maiores energias e possuem menor comprimento de onda, vibrando na região do violeta. (III SIMPOSIO DE SAÚDE QUÂNTICA, 2013)

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OBJETIVO

Identificar os cátions de alguns metais dos grupos I ( e II () através do teste da chama (via seca). Utilizar também o teste do cobaltonitrito de sódio e o teste com base forte para identificar cátions do grupo I (via úmida), e realizar a separação de cátions do grupo II.[pic 13][pic 14]

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MATERIAL E MÉTODOS

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Teste da chama para , [pic 15][pic 16]

Realizou-se o teste da chama para os íons sódio, potássio, cálcio e bário obtidos a partir dos sais NaCl, KCl, CaC e BaC. Primeiramente, higienizou-se o fio de níquel-cromo esfregando-o com uma esponja sem detergente e enxaguando-o em água corrente. Levou-se o fio à chama oxidante do bico de Bunsen (região mais quente) até que este ficasse rubro. Em seguida, imergiu-se em água destilada e levou-se o fio à chama novamente. Repetiu-se o procedimento até que este, quando rubro, apresente pouca mudança na coloração da chama. Posteriormente, imergiu-se o fio na solução concentrada de HCl e o colocou-se na chama oxidante novamente. Repetiu-se o procedimento até que este ficasse rubro sem apresentar alteração na coloração da chama.[pic 17][pic 18]

Concluído o processo de limpeza, molhou-se o fio com água destilada e apanhou-se uma pequena quantidade do sal que continha o íon a ser analisado e o levou-se à chama observando-se sua coloração. Para o teste dos demais íons, repetiu-se o procedimento de limpeza do fio, para eliminar resíduos do sal anterior. Analisou-se o cloreto de sódio por último, devido à saturação que este ocasiona no fio, dificultando a limpeza do material.

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Teste para cátions do grupo I ()[pic 19]

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Teste do cobaltonitrito de sódio para [pic 20]

Inicialmente, adicionaram-se a um tubo de ensaio 3 gotas de KCl 0,2 M, juntamente com 3 gotas de ácido acético 3 M e 3 gotas de acetato de sódio 3 M, para formar um sistema tampão ácido acético/acetato com pH de, aproximadamente, 5. Em seguida, acrescentaram-se 6 gotas de uma solução de cobaltonitrito de sódio 0,2 M, agitou-se e observou-se a formação do precipitado. Repetiu-se o procedimento substituindo-se a solução de KCl por uma de N 0,2 M.[pic 21]

- Teste com base forte para [pic 22]

Colocaram-se em um tubo de ensaio 3 gotas de solução de N 0,2 M e 8 gotas de uma solução de NaOH 4 M, agitou-se e aguardou-se cerca de 1 minuto. Levou-se o tubo até a capela, molhou-se a ponta do bastão de vidro em uma solução de HCl concentrado e aproximou-se o bastão do interior do tubo sem tocar as paredes. Observou-se e anotou-se o comportamento da reação.[pic 23]

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Separação de cátions do grupo II ()[pic 24]

Em um tubo de ensaio, adicionaram-se 3 gotas de solução de Ca(N0,2 M e 5 gotas de solução de Ba(N e agitou-se. Em seguida, acrescentaram-se 6 gotas de ácido acético 3 M e agitou-se novamente. Colocaram-se 5 gotas de solução de C3 M e 10 gotas de 0,2 M e agitou-se intensamente. Repousou-se o tubo sobre a estante por cerca de um minuto e colocou-se o tubo na centrifuga.[pic 25][pic 26][pic 27][pic 28]

Transferiu-se o sobrenadante com o auxílio de uma pipeta Pasteur para outro tubo de ensaio, tomando-se cuidado para não coletar o sólido, e reservou-se este tubo para analisar-se o cálcio. Ao tubo contendo o sólido, adicionaram-se em torno de “2 dedos” de água destilada, agitou-se, centrifugou-se e descartou-se o sobrenadante. Acrescentaram-se “2 dedos” de água novamente e repetiu-se os procedimentos posteriores mais uma vez. Em seguida, com o auxílio de uma pipeta Pasteur, adicionaram-se 5 gotas de HCl concentrado e realizou-se o teste da chama para confirmar a presença de Bário ().[pic 29]

Ao tubo contendo o líquido sobrenadante, adicionaram-se 3 gotas de N 6 M e 3 gotas de (N 0,25 M, agitou-se, e manteve-se o tubo em repouso por 1 minuto, centrifugou-se e descartou-se o sobrenadante. Adicionaram-se “2 dedos” de água destilada e agitou-se, centrifugou-se e descartou-se o sobrenadante novamente. Com uma pipeta Pasteur, adicionaram-se 5 gotas de HCl concentrado ao sólido restante no tubo. Realizou-se o teste da chama para o cálcio observando-se a coloração adquirida pela chama para confirmar a presença do íon.[pic 30][pic 31]

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

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Teste da chama para os íons , [pic 32][pic 33]

Ao colocar-se o na chama com o fio de níquel-cromo, esta apresentou uma coloração laranja avermelhado intensa que retornou à cor original rapidamente. O KCl, quando colocado na chama, apresentou uma coloração lilás duradoura.[pic 34]

Quando o foi levado ao fogo ele emitiu um rápido flash com a coloração verde água, muito próximo do que era esperado que, na teoria, seria verde. Ao colocar- se o NaCl na chama, observou-se uma coloração amarela muito forte assim como o esperado. Realizou-se o experimento utilizando-se o NaCl por último devido à saturação que este causa no fio, o que dificulta a limpeza do instrumento. As cores emitidas pelos cátions , , e durante o experimento podem ser observadas na Figura 2. Pode-se observar as cores e tonalidades dos respectivos cátions na Tabela 1.[pic 35][pic 36][pic 37][pic 38][pic 39]

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Figura