Ânions Grupo 1 Universidade Comunitário da Região de Chapecó - UNOCHAPECÓ Química Analítica Acadêmicas: Francieli Schneider, Thainá Rippel Professor: Suellen Cadorin Fernandes

Detecção de aniôns Os métodos utilizados para detecção de ânions não são tão sistemáticos como os utilizados para análise de cátions. Não existe um sistema satisfatório para separação dos ânions em grupos principais, no entanto, é possível separá-los de acordo com a solubilidade de seus sais de prata, cálcio, bário e zinco, mas estes grupos servem apenas para indicar a limitação deste método.  As reações características, são reações que fornecem informação útil para a identificação dos ânions presentes. Essas são identificadas por mudanças de coloração, desprendimento de vapores ou gases, entre outras, que determinam ou apenas caracterizam a presença de um determinado íon.

Classe a – grupo1 Ânios que desprendem gases quando tratados com HCl ou H2SO4 diluído: Carbonato(CO32-), bicarbonato(HCO3-), sulfito(SO32-), tiossulfato(S2O32-), sulfeto(S2-), nitrito(NO2), hipoclorito(OCl-), cianeto(CN-) e cianeto(OCN-)

Carbonato: No geral são insolúveis em água. Para o estudo da reação utiliza-se uma solução 0,5m de carbonato de sódio Na2CO3. 10H2O. Reações: Acido clorídrico diluído: decompõe-se com efervescência, pois libera dióxido de carbono. CO32- + 2H+ → CO2 + H2O Podemos identificar o gás, pois esse torna a água de cal ou de barita turva: CO2 + Ca2+ + 2OH- → CaCO3 + H2O CO2 + Ba2+ + 2OH- →BaCO3 + H2O

Alguns carbonatos (Magnesita, siderita e dolomita), não reagem facilmente no frio, eles precisam ser finamente pulverizados. Para o ensaio da água de cal ou barita se houver formação de turbidez há carbonato se essa desaparecer, que pode desaparecer com a adição de dióxido de carbono, pois ocorre a formação de um bicarbonato solúvel: CaCO3 + CO2 + H2O → Ca2+ + 2HCO-3 Solução de cloreto de bário ou de cálcio: CO2-3 + Ba2+ → BaCO3 CO2-3 + Ca2+ → CaCO3 Essa reação gera um precipitado branco de carbonato de bário ou cálcio que é solúvel em ácidos minerais e/ou ácidos carbônicos. Solução de nitrato de prata: CO32- + 2Ag + → Ag2CO3

Sulfito: Apenas os sulfitos de metais alcalinos são solúveis em água. Para estudo das reações utiliza-se uma solução 0,5 molar de sulfito de sódio. Acido clorídrico ou acido sulfúrico diluído:  SO32+ +2H+ →SO2 + H2O O gás pode ser identificado pelos odres de enxofre ou pela coloração esverdeada. Solução de cloreto de bário ou de cloreto de estrôncio origina um precipitado branco de sulfito de bário ou de estrôncio: SO32+ + Ba2+ → BaSO3  O precipitado dissolve-se em ácido clorídrico, liberando dióxido de enxofre:  BaSO3 + 2H+ → Ba2+ +SO2 + H2O

Solução de nitrato de prata: SO32- + Ag+ → AgS03 Inicialmente não ocorre nenhuma troca visível, pois há a formação de íons sulfitoargenato, mas se adicionarmos mais reagente forma-se um precipitado branco de sulfito de prata, adicionando íons sulfito em excesso o precipitado se dissolve. Solução com permanganato de potássio com adição prévia de acido sulfúrico: 5SO32- + 2MnO4- + 6H+ → 2Mn+2 + SO42-+ 3H2O Ocorre descoloração por redução de íons manganês. Solução de dicromato de potássio previamente acidificada com acido sulfúrico: 3SO32- + Cr2O7 + 8H+ → 2CR+3 + SO42- + 4H2O

Tiossulfato: O íon tiossulfato é o ânion do ácido tiossulfúrico H2S2O3. Este ácido é ainda mais instável que H2SO3 e, posto em liberdade decompõe-se com formação de SO2 e de S. Entre os tiossulfatos, os dos metais alcalinos, assim como os do estrôncio, zinco, cádmio, níquel, cobalto, manganês e ferro I são solúveis na água. Os outros tiossulfatos são pouco solúveis (chumbo, prata e bário), sendo que muitos deles dissolvem-se em excesso de solução de tiossulfato. O íon S2O3 2- é incolor. As soluções aquosas dos tiossulfatos dos metais alcalinos têm uma reação quase neutra. para o estudo do ânion utilizam-se soluções de tiossulfato de sódio. Reação com acido clorídrico : S2O32-+ H+ → S + SO2+ H2O

Reação com iodo: I2 + 2S2O32-→ 2I- + S4O62- Solução de nitrato de prata: 2Ag + 2S2O32- → Ag2S2O3 Solução de cloreto de bário: Ba+2 + 2S2O32- → BaS2O3 Essas reações ocorrem com as consequências previstas acima, logo exemplificam as reações que ocorrem com o ânion em questão.

Hipocloritos, OCl- Todos são solúveis em água e dão reação alcalina devido à hidrólise: OCl- + H2O ↔HOCl + OH- Em solução decompõem-se lentamente a frio, e rapidamente a quente. Formando íons clorato e cloreto: 3 OCl- →ClO3- + 2Cl-  Sendo assim, se precisarem ser estudadas devem ser recém- preparadas. Íons cloreto estão invariavelmente presentes e estes interferirão em algumas das reações iônicas.

Ácido clorídrico diluído: Inicialmente sua solução é amarela depois, ocorre uma efervescência e o cloro é desprendido: OCl- + H+ → HOCl HOCl + H+ +Cl - → Cl2↑ +H2O O gás é identificado pela sua cor amarelada e odor irritante, branquear papel de tornassol úmido e tornar o papel de goma de amido-iodeto de potássio azul escuro. Acetato de chumbo ou nitrato de chumbo: Em ebulição produz dióxido de chumbo marrom: OCl- + Pb2 + H2O →PbO2↓+ 2H+ +Cl –

Cianetos, CN- Somente cianetos de metais alcalinos e alcalinos terrosos são solúveis em água. Dão reação alcalina devido a hidrólise.  CN- +H2O→ HCN + OH- Muitos cianetos metálicos dissolvem-se em soluções de cianeto de potássio, produzindo sais complexos.  Solução de nitrato de prata: Precipitado branco de cianeto de prata AgCN, prontamente solúvel em excesso de solução de cianeto, formando o íon complexo, dicianoargentato: CN- +Ag+→ AgCN↓ AgCN↓ + CN-→ [Ag(CN)2]-  

O cianeto de prata é solúvel em solução de amônia e em solução de tiossulfato de sódio, mas é insolúvel em ácido nítrico diluído. Ácido sulfúrico concentrado: Aqueça um pouco de sal sólido com ácido sulfúrico concentrado; Desprende-se monóxido de carbono que pode ser inflamado e queima com uma chama azul. Todos os cianetos, complexos e simples, são decompostos por esse tratamento: 2KCN + 2H2SO4 + 2H2O → 2CO ↑ +K2SO4 +(NH4)2SO4

Cianatos, OCN- Os alcalinos e os alcalinos terrosos são solúveis em água. Os de Prata, mercúrio (I), chumbo e cobre são insolúveis. O ácido livre é um líquido incolor com um odor desagradável e é muito instável. Para o estudo dessas reações emprega-se uma solução  0,2M de cianato de potássio, KOCN. Solução de nitrato de prata: Precipitado branco, floculento de cianato de prata, AgOCN, solúvel em solução de amônia e em ácido nítrico diluído. O precipitado surge instantaneamente, sem formação de complexos (diferença de cianetos): OCN- + Ag+ → AgOCN ↓ Solução de cloreto de bário:   Nenhum precipitado.  

íons Nitrito NO2- Reação de Oxidação com íons Nitrito (NO2- ) Ao reagirmos íons nitrito com íons de iodo estes são oxidados causando a mudança na solução para um azul na goma de amido, ou de violeta no tetracloreto de carbono. Testes específicos para identificação do nitrito Reação com zinco metálico Nessa reação o zinco metálico reduz os íons NO2 - a NH3, que são identificados pela passagem da cor vermelha do papel de tornassol para azul.

Bicarbonato: São semelhantes a dos carbonatos, as reações apresentadas serão convenientes para distinguir os dois íons. A solução utilizada para o estudo é de hidrogenocarbonato de sódio 0,5M. Quando em ebulição esses íons se decompõem: 2HCO-3 → CO2-3 + H2O + CO2 Reação com sulfato de magnésio: Mg+ + 2HCO-3 → MgCO3 + H2O + CO2 Adicionando sulfato de magnésio com a uma solução fria de bicarbonato , nenhuma precipitação ocorre, mas com o carbonato regular ocorre um precipitado branco.

Reação com cloreto de mercúrio: CO2-3 + 4Hg2+ 3 H2O → Hg4O3CO3 + 6H+ Nenhum precipitado se forma com o bicarbonato, mas o carbonato forma um precipitado vermelho de Hg. Reação com carbonato: CO2-3 + Ca+2 → CaCO3 Ocorre formação de um precipitado.

Sulfeto: Os sulfetos de acido, normal e os polissulfetos de metais alcalinos são solúveis em água suas soluções aquosas dão reações alcalinas devido à hidrólise: S2- + H2O → SH- OH- SH- + H2O → H2S + OH- Os sulfetos normais da maioria dos demais metais são insolúveis, os alcalinos terrosos são pouco solúveis, mas são gradualmente convertidos, por contato com a água, em dissulfetos. CaS + H2O → Ca+2 SH- + OH- Os sulfetos de alumínio, cromo e magnésio, só podem ser preparados a seco , pois em contato com a água sofrem hidrólise total: Al2S3 + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2S

Reações com outros grupos: Reações com outros grupos: Para o estudo de utiliza-se uma solução 2M de sulfeto de sódio Reação com acido clorídrico: S2- + 2H- → H2S H2S + Pb2+ → PbS O sulfeto de hidrogênio gasoso pode ser identificado pelo seu odor característico. Solução de nitrato de prata: S2- + 2Ag+ → Ag2S Forma um precipitado preto de sulfeto de sulfeto de prata, insolúvel e acido nítrico frio, mas solúvel nele quente. Solução com cloreto de bário não origina precipitado Prata em contato com a prata o íon gera uma mancha marrom escura de sulfeto de prata.

Referências   VOGEL, Arthur Israel, Química Analítica Qualitativa, 5. ed. São Paulo: Editora Mestre Jou. 1981. Harris, Daniel C., Análise química quantitativa, sexta edição, editora LTC. Mendham, J.; Denney, R. C.; Barnes, J. D.; Thomas, M. J. K., Vogel – Análise química quantitativa, sexta edição, editora LTC Mahan, B.M.; Myers, R.J., Química Um Curso Universitário, editora Blücher. Baccan, N., Química analítica quantitativa elementar, terceira edição, editora Blucher