Separação dos cations do grupo iv

INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CAMPUS ARACRUZ

CURSO TÉCNICO INTEGRADO DE QUÍMICA







SEPARAÇÃO DOS CÁTIONS DO GRUPO IV





INTEGRANTES – 2° VESPERTINO
ANA VALÉRIA M. CAMARGO
NATHALIA SILVA SANTANA
THAIS BORGO GOGGI
WEBER ADÃO R. L. JUNIOR




PROFESSORA:
PATRÍCIA SILVANA ANDREÃO
















ARACRUZ/ES
SETEMBRO-2013
INTRODUÇÃO

Oscátions deste grupo não reagem nem com reagentes do grupo I, nem do II, nem do III. Eles formam precipitados com carbonato de amônio na presença de cloreto de amônio em meio neutro ou levemente ácido. Os cátions deste grupo são: cálcio (Ca2+), estrôncio (Sr2+) e bário (Ba2+).
O reagente geral (NH4)2CO3, apresenta reação alcalina devido à hidrólise:
(CO3)2 + H2O HCO3- + OH-
A solução decarbonato de amônio é uma mistura de quantidades mais ou menos equivalentes de NH4OH, NH4HCO3, ou seja, apresenta-se como solução tampão pH 9,2.
Para este valor de pH ocorre a precipitação praticamente completa dos carbonatos dos metais do G IV. Se:
a)pH9,2 ocorre a precipitação parcial do Mg2+
A reação característica pode ser generalizada:
Me2+ + (HCO­3)- + NH4OH MeCO3 + (NH4+) + H2OUma vez que há consumo de NH4OH e acumulação de NH4+, então ocorre diminuição do pH da solução. Ou seja, a solução tampão gerada pela solução de (NH4)2CO3 não possui capacidade tampão suficiente. Para aumentar a capacidade tampão é adicionada amônia e cloreto de amônio antes de adição do (NH4)2CO3. A amônia neutraliza os ácidos livres, mas o meio obtido é tão fortemente básico que o Mg2+ podeprecipitar. A adição de NH4Cl baixa o pH até o valor requerido.
O carbonato de amônio comercial contém carbamato, que diminui a concentração de carbonato na solução. Essa situação é contornada pelo aquecimento da solução a 80ºC, o que desloca o equilíbrio no sentido da formação de maior quantidade de carbonato:
(NH4)2CO3 NH2COONH4 + H2O
É possível resumir que a separação desse grupo deveser feita em presença de amônia e cloreto de amônio numa solução aquecida a 80ºC, pela adição de carbonato de amônio.
Através da tabela1 seguinte o Grupo IV, Não precipita com os reativos anteriores. Eles formam precipitado com carbonato de amônio.
Tabela1
REATIVO
CÁTIONS DO GRUPO IV
COMPORTAMENTO COM O REATIVO
(NH4)2CO3
bário Ba2+
cálcio Ca2+
estrôncio Sr2+
pp BaCO3 (branco)
ppCaCO3 (branco)
pp SrCO3 (branco)
Nas reações esses cátions não reagem nem com ácido clorídrico, sulfeto de hidrogênio e de amônio, mas o carbonato de amônio (na presença de quantidades moderadas de amônia ou íons amônio) forma precipitados brancos. O ensaio deve ser efetuado em soluções neutras ou alcalinas.
Na ausência de amônia ou íons amônio, o magnésio também será precipitado. Osprecipitados brancos formados com o reagente do grupo são: carbonato de bário BaCO3, carbonato de estrôncio SrCO3 e carbonato de cálcio CaCO3. (I)

















































OBJETIVO

Identificar e separar os Cátions do Grupo IV, em uma solução problema.































RESULTADOS EDISCUSSÃO

O reagente de grupo é o carbonato de amônio (NH4)2CO3 , que deve ser usado em meio neutro ou alcalino, por isso adicionamos hidróxido de sódio NaOH.
A solução problema era formada pelas seguintes substâncias : Mg(NO3)2 , Ca(NO3)2 , Sr(NO3)2 e Ba(NO3)2, que estavam presentes na solução de forma dissociada. Essas substâncias reagiram com o reagente do grupo e formaram precipitado branco.Observe as equações:
Ba2+ + CO2-3 → BaCO3↓
Sr2+ + CO2-3 → SrCO3↓
Ca2+ + CO2-3 → CaCO3↓
Mg2+ + CO2-3 → MgCO3↓
A solução foi centrifugada e o líquido foi separado da parte que se sedimentou. A parte líquida continha íons magnésio, e para comprovar a presença de magnésio adicionamos fosfato de sódio Na3PO4, houve a formação de um precipitado branco cristalino de MgNH4PO4 . 6H2O. Ainda,...