UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

Em: 16/ 05 / 2012

Aluna: Rafaela Ferreira

Paulo Torres

1. Titulo

Identificação e reação dos cátions do grupo IV – Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+.

2. Objetivo

Geral

Estudar as reações que envolvem os elementos do grupo IV (Mg2+, Ca2+, Sr2+,

Ba2+).

Especifico

Verificar as propriedades dos elementos do grupo IV;

Associar suas reações com relação aos demais elementos do grupo;

Propor sequencia de reações para separação dos cátions desse grupo.

3. Introdução

Constitui o Grupo do Cálcio os seguintes cátions: Ba2+, Sr2+, Ca2+ e Mg2+. Estes

íons por não precipitarem como cloretos, sulfetos ou hidróxidos (exceto o Mg2+, em

certas condições), são deixados em solução apos a separação de todos os outros cátions.

Esse grupo e constituído pelos cátions dos metais alcalino-terrosos que não precipitam

com os reagentes dos grupos anteriores, mas se caracterizam pela insolubilidade de seus

carbonatos e pela solubilidade de seus sulfetos em agua. O reagente precipitante desse

grupo e o carbonato de amônio em meio tamponado com hidróxido de amônio

(NH4OH) e cloreto de amônio (NH4Cl). O reagente do grupo, ou seja, o carbonato de

amônio apresenta uma reação alcalina devido a hidrolise.

CO32- + H2O HCO3

-+ OH-

1

Apresenta solução incolor. E decomposto por acido acético e minerais, formando

dióxido de carbono. Possui como impurezas possíveis o bicarbonato e o carbamato que

podem tornar os sais formados na caracterização em solúveis.

PROPRIEDADES DOS CATIONS DO GRUPO IV

Magnésio: Os íons magnésio apresentam-se incolores em soluções, seus sais são de

caráter iônico, brancos ou incolores, a menos que esteja presente um aníon colorido. O

hidróxido de magnésio e um de seus compostos menos solúveis. A alta solubilidade de

muitos compostos de magnésio e atribuída ao pequeno tamanho do íon Mg2+, o que

favorece a sua hidratação.

Cálcio: O cálcio e o elemento mais abundante dos metais alcalinos terrosos. Seus

compostos menos solúveis são os carbonatos e oxalatos. Os sais de cálcio dão a chama

do bico de Bunsen uma coloração vermelha-tijolo.

Estrôncio: O estrôncio como pode se esperar de sua posição na tabela periódica, possui

propriedades intermediarias entre o cálcio e o bário. Seus sais dão a chama do bico de

Bunsen uma coloração vermelha-carmim.

Bário: O bário e o elemento mais pesado desses quatro elementos e seus íons são muito

tóxicos. O cromato de bário e um dos compostos menos encontrados na analise

qualitativa. Os sais de bário emprestam uma coloração verde a chama do bico de

Bunsen.

Todas as soluções dos íons desse grupo são incolores e seus sais apresentam

caráter iônico e são brancos ou incolores, a menos que esteja presente um aníon

colorido. Embora solúveis em agua, os nitratos de estrôncio e bário podem ser

precipitados pela adição de acido nítrico concentrado.

Os íons dos metais alcalinos terrosos não hidrolisam significativamente em

soluções e seus íons são bivalentes. Os hidróxidos de cálcio, estrôncio e bário são bases

fortes.( Treadwell, F P., 1944)

4. Materiais e reagentes

Nitrato de magnésio Tubos de ensaios

Nitrato de cálcio Estante para tubos de ensaios

Nitrato de bário Conta-gotas

Acido acético Béquer de 50 ml

Carbonato de amônio Béquer de 600 ml

2

Oxalato de amônio Bico de bunsen

Acetato de sódio Fósforos

Sulfato de amônio Pipetas

Acido clorídrico

Monohidrogeno fosfato de sodio

5. Procedimento e métodos

Reação do íon magnésio

5.1 . Reação com hidróxido de sódio

Foi colocado em um tubo de ensaio 5 gotas de uma solução do cátion Mg 2+ na

concentração 0,2 mol/L. Em seguida foi adicionado NaOH 4 mol/L ate o meio ficar

alcalino. Observado e anotado a formação de precipitado branco e gelatinoso. Foi

adicionado ao precipitado formado algumas gotas de solução NH4Cl 4 mol/L e

verificado o que ocorreu.

5.2 . Reação com hidróxido de amônio

Foi colocado em tubo de ensaio 5 gotas de uma solução de cátion Mg2+ na

concentração de 0,2 mol/L. Foi adicionado algumas gotas de hidróxido de amônio 6

mol/L. Foi observado e anotado a formação de precipitado branco gelatinoso.

Foi colocado em tubo de ensaio 5 gotas de uma solução de cátion Mg2+ na

concentração de 0,2 mol/L. Foi adicionado 5 gotas de cloreto de amônio 4 mol/L, em

seguida foi adicionado algumas gotas de hidróxido de amônio 6 mol/L. Observado e

anotado a formação de precipitado.

Foi colocado em tubo de ensaio 5 gotas de uma solução de cátion Mg2+ na

concentração de 0,2 mol/L. Foi adicionado 5 gotas de acido clorídrico 6 mol/L, em

seguida foi adicionado algumas gotas de hidróxido de amônio 6 mol/L. Observado e

anotado a formação de precipitado.

5.3 . Reação com carbonato de amônio

Foi colocado em um tubo de ensaio 5 gotas de uma solução do cátion Mg 2+ na

concentração 0,2 mol/L. Em seguida foi adicionado 3 gotas de carbonato de amônio 1,5

mol/L. Foi aquecido o tubo de ensaio, sem deixar ferver. Foi separado o precipitado em

dois tubos. Ao primeiro tubo foi adicionado 5 gotas de agua destilada, em seguida

3

adicionado 5 gotas de acido acético 6 mol/L. Em seguida foi adicionado algumas gotas

de hidróxido do de amônio 6 mol/L. Ao segundo tubo de ensaio foi adicionado 5 gotas

de agua destilada e 5 gotas de solução de cloreto de amônio 6 mol/L. Observado o que

ocorre e comparado com o que foi observado no primeiro tubo.

5.4 . Reação com monohidrogeno-fosfato de sódio

Foi colocado em tubo de ensaio 2 gotas de uma solução de cátion Mg2+ na

concentração de 0,2 mol/L. Foi adicionado 3 gotas de monohidrogeno – fosfato de sódio

3 mol/L, em seguida foi adicionado algumas gotas de hidróxido de amônio 6 mol/L ate

o meio ficar alcalino. Observado e anotado o ocorrido.

Reações dos íons cálcio e bário

5.5 . Reação com carbonato de amônio

Foi colocado em 2 tubos de ensaio diferente 10 gotas de solução de cátions Ca2+, Ba2+

na concentração de 0,2 mol/L. Foi adicionado em seguida 3 gotas de solução de

carbonato de amônio 1,5 mol/L. Foi aquecido os tubos, sem deixar ferver. Foi separado

cada um em dois tubos diferentes. Foi adicionado 5 gotas de agua destilada a todos os

tubos. Depois foi adicionado ao primeiro tubo de cada íon, foi adicionado 5 gotas de

acido acético 6 mol/L. Observado o ocorrido. Ao segundo tubo foi adicionado 5 gotas

de solução de cloreto de amônio 6 mol/L. observado e comparado os resultados.

5.6 . Reação com oxalato de amônio

Foi colocado em 2 tubos de ensaio diferente 3 gotas de solução de cátions Ca2+, Ba2+

na concentração de 0,2 mol/L, adicionado em seguida 6 gotas de solução de oxalato de

amônio 0,25 mol/L. Foi aquecido os tubos, sem deixar ferver, e foi observado os casos

que há formação de precipitado branco. Observado e comparado seus resultados.

5.7 . Reação com sulfato de amônio

Foi colocado em 2 tubos de ensaio diferente 3 gotas de solução de cátions Ca2+, Ba2+

na concentração de 0,2 mol/L. Foi adicionado em seguida 5 gotas de solução de acido

acético 6 mol/L e 6 gotas de sulfato de amônio 2,5 mol/L. Foi aquecido os tubos em

banho marinha. Observado e comparado seus resultados.

4

6. Resultados

7. Conclusão

Os íons deste grupo, quase não formam compostos insolúveis. Os cátions do Grupo IV

ou do Cálcio formam um numero pequeno de complexos estáveis, não são facilmente

oxidados ou reduzidos, e suas soluções bem como a maioria de seus compostos são

incolores.

Todas as soluções dos íons desse grupo são incolores e seus sais apresentam caráter

iônico e são brancos ou incolores, a menos que esteja presente um aníon colorido.

Embora solúveis em agua, os nitratos de estrôncio e bário podem ser precipitados pela

adição de acido nítrico concentrado.

Os íons dos metais alcalinos terrosos não hidrolisam significativamente em soluções e

seus íons são bivalentes. Os hidróxidos de cálcio, estrôncio e bário são bases fortes.

Cálcio, estrôncio e bário formam carbonatos insolúveis em solução alcalina. O

magnésio não precipita com hidróxido em presença de excesso de íons amônio que

reduzem a concentração dos íons hidróxidos a um valor tal, que o produto de

solubilidade do hidróxido de magnésio não e atingido. Por razoes semelhantes, o

carbonato de magnésio não precipita na presença de excesso de íons amônio. Esta

propriedade permite separar os íons Mg2+ de Ca2+ e Ba2+.(Vogel, Arthur Israel, 1905)

Referencia

1. Vogel, Arthur Israel, analise química quantitativa, LTG, 6ª edição, Rio de

Janeiro, 2002.

2. Bruce M. Mahan; Rollie J. Myers, Quimica: um curso universitario, edgar

blucher LTDA, 4ª edicao,1995.

3. Treadwell, F P. Quimica Analitica. Guanabara Koogan: Rio de Janeiro,

1944. Vol. 1.

.

5

6