Análise qualitativa de um Composto orgânico

Identificção do Ião Amónio

Introdução

A análise qualitativa é uma das áreas da química que permite determinar quais os diferentes componentes de uma dada amostra sem que se conheça previamente a verdadeira identidade da substância.

Existem vários processos de análise química que devem ser utilizados em diferentes ocasiões, por isso quando se pretende fazer uma análise qualitativa de uma amostra é necessário ter em conta factores como a natureza e a dimensão da amostra, as sensibilidades dos diferentes métodos, o tempo disponível e os recursos humanos e materiais disponíveis para a realização da análise.

A análise qualitativa pode ser aplicada à análise de compostos inorgânicos e à análise de compostos inorgânicos. A análise de compostos inorgânicos pode ser fraccionada, quando se tem um conhecimento prévio da composição química da amostra e apenas é necessário confirmar esse conhecimento, para isso utilizam-se reagentes específicos que identificam apenas um ião. A análise sistemática utiliza-se quando se desconhece totalmente a composição da amostra utilizando reagentes gerais para, separando os iões por grupos, identificar os iões presentes na amostra. Por outro lado também é possível analisar qualitativamente compostos orgânicos recorrendo a testes como o teste de Belstein que permite identificar os halogéneos.

A análise qualitativa é divisível em processos que podem ser de natureza física, química, físico-química e térmicos. Estes tipos de reacções podem por sua vez ser realizados por via húmida ou por via seca. Os ensaios por via húmida são aqueles que são realizados com mais frequência em análises qualitativas pois estes permitem uma maior exactidão dos resultados obtidos, sendo por isso mais fiáveis. Estes ensaios tem como principal característica o facto de a amostra a analisar se encontrar em solução juntamente com os reagentes, o que permite identificar não os elementos da amostra mas os seus respectivos iões. Assim é por norma fácil identificar a presença de diferentes elementos, visto que as reacções que ocorrem formam sempre novas substâncias com características diferentes e facilmente observáveis como são gases ou precipitados.

Os ensaios por via seca distinguem-se dos anteriores pelo facto de que as amostras a analisar se encontram no estado sólido e assim permanecem durante toda a análise. Nestes ensaios as reacções ocorrem sempre a altas temperaturas sendo os exemplos mais comuns deste tipo de ensaios os ensaios de chama.

Visto que se pretende analisar uma substância é importante ter em conta factores que podem condicionar a realização duma análise eficiente. A recolha da amostra é sem dúvida algo a ter em conta, pois a amostra tem de ser o mais fiel possível ao todo que representa. Algo também importante e a ter em conta é a preparação da amostra que deve utilizar o melhor método para preparar a amostra para a sua posterior análise. Por fim, mas não menos importante é necessário avaliar o rigor de todo o trabalho de modo a conseguir determinar um grau de confiança dos resultados obtidos.

Análise qualitativa pode ser realizada a várias escalas, dependendo da quantidade de matéria a analisar e do rigor da análise. Deste modo a análise qualitativa pode ser dividida em macroanálise, semimicro análise ou microanálise. O trabalho de identificação do amónio efectuou-se à escala semimicro, pois trabalhar nesta escala é mais rápido e mais económico não sendo necessárias grandes quantidades de amostra a analisar nem técnicas de análise muito sofisticadas.

Este trabalho teve como principal objectivo a identificação do ião amónio presente num adubo, ou seja a identificação de um composto inorgânico. Para isso utilizou-se uma análise por via húmida.

Esta identificação baseou-se em promover uma série de reacções que de alguma forma permitissem identificar o ião amónio. Visto que o ião amónio não é facilmente identificável, o trabalho de identificação deste ião baseou-se na reacção que se dá entre este ião e uma base forte. Ao contactar com uma base forte, como o hidróxido de sódio, o ião amónio reage, como o ião hidróxido, libertando amoníaco, tal como se pode verificar pela seguinte equação química:

NH₄⁺ _(aq) + HO^- _(aq) NH_{3 (g)} + H₂O _(l)

O amoníaco libertado pode ser detectado de várias formas, assim detectando a presença de amoníaco é detectada a presença do ião amónio, desde que seja promovida a reacção acima referida.

Uma forma de detectar o amoníaco libertado é utilizando reagente de Nessler. Este indicador de cor amarela cora de castanho na presença do ião amónio e do ião hidróxido, esta reacção é explicável pela seguinte equação química:

NH₄⁺ _(aq) + 4 HO^- _(aq) + 2 (HgI₄)^2-_(aq) 7I^-_(aq) + 3 H₂O _(l) (OHg₂NH₂)I _(s)

Outro método utilizado para detectar o amoníaco libertado pela reacção do ião amónio com o hidróxido de sódio, foi por em contacto com o amoníaco libertado uma vareta embebida em ácido clorídrico. Assim ao dar-se esta reacção entra ácido clorídrico e amoníaco forma-se um precipitado de cloreto de amónio que se mantém em suspensão no ar formando um fumo esbranquiçado facilmente observável. Devido a esta libertação de fumos e vapores do ácido clorídrico, este procedimento deve ser realizado na hotte. A seguinte equação química traduz esta reacção de identificação:

NH_{3 (g)} + HCl_(g) NH₄Cl _(s)

É também possível utilizar papel vermelho de tornesol para identificar o amoníaco, para isso este papel deve estar humedecido com água desionizada. Este processo de identificação consiste na reacção do amoníaco com a água desionizada que forma um composto básico, neste caso hidróxido de amónio. Este composto básico cora o papel vermelho de tornesol de azul permitindo a sua identificação. O papel vermelho de tornesol é um papel indicador de ph , de cor avermelhada que cora de vermelho na presença de soluções ácidoas e de azul na presença de soluções básicas. As equações químicas que se seguem traduzem a identificação do amoníaco através do papel vermelho de tornesol:

NH_{3 (g)} + H₂O _(l) NH₄⁺ _(aq) + 4 HO^- _(aq)

NH₄⁺ _(aq) + 4 HO^- _(aq) NHOH_(aq)

Material

• Tubos de ensaio
• Vidros de relógio
• Suporte de tubos de ensaio
• Vareta de vidro
• Frasco lavador
• Pipetas de Pasteur
• Pompete
• Tetinas
• Papel absorvente

Indicadores

• Ácido clorídrico
• Reagente de Nessler
• Papel vermelho de tornesol

Outros reagentes

• Água desionizada
• Adubo
• Hidróxido de sódio

Procedimento experimental

Utilizando reagente de Nessler

1. Colocaram-se num vidro de relógio algumas gotas do adubo que em que se pretendia pesquisar a presença do ião amónio.
2. Num segundo vidro de relógio colocaram-se algumas gotas de reagente de Nessler.
3. De seguida adicionou-se ao adubo, no primeiro vidro de relógio, algumas gotas de hidróxido de sódio.
4. Imediatamente a seguir colocou-se o vidro de relógio com o regente de Nessler sobre o vidro de relógio que continha o adubo e o hidróxido de sódio, de maneira a que os dois vidros de relógio ficassem unidos.
5. Registam-se as observações.

Utilizando ácido clorídrico concentrado

1. Colocou-se uma pequena porção do adubo em análise num tubo de ensaio.
2. A este tubo de ensaio adicionaram-se algumas gotas de hidróxido de sódio
3. Na hotte, mergulhou-se uma vareta de vidro em ácido clorídrico concentrado.
4. Ainda na hotte, colocou-se a vareta de vidro sobre o topo do tubo de ensaio.
5. Registaram-se as observações.

Utilizando papel vermelho de tornesol

1. Colocaram-se algumas gotas do adubo em pesquisa num tubo de ensaio.
2. Humedeceu-se com água desionizada uma pequena tira de papel vermelho de tornesol.
3. Colocou-se a tira de papel vermelho de tornesol humedecido sobre o tubo de ensaio.
4. Registaram-se as observações

Resultados

Quando se utilizou o reagente de Nesssler, ao sobrepor os dois vidros de relógio observou-se que o reagente de Nesser presente no vidro de relógio superior corou de castanho.

Ao aproximar do tubo de ensaio com adubo e hidróxido de sódio uma vareta de vidro embebida com ácido clorídrico observou-se a formação de fumos brancos.

Após colocar papel vermelho de tornesol embebido em água desionizada no topo do tubo de ensaio com adubo e hidróxido de sódio, foi observável que o papel inicialmente vermelho corou de azul.

Discussão dos resultados

Os resultados obtidos com este trabalho prático, em que se pretendia identificar a presença do ião amónio num adubo, foram positivos já que todos os processos utilizados permitiram identificar este ião

No processo em que se utilizou o regente de Nessler para identificar o amónio foi possível observar a mudança de cor do reagente de Nessler o que evidenciou a presença do ião amónio e do ião hidróxido, pois em contacto com estes iões o reagente de Nessler dá origem a um composto iónico (precipitado) de cor castanha. O reagente de Nessler foi colocado num vidro de relógio sobre o vidro de relógio que continha o adubo pois o ião amónio reage com ião hidróxido formando amoníaco.

No outro processo utilizado para identificar o ião amónio, em que se utilizou ácido clorídico, foi possível observar a libertação de "fumos" brancos. Estes fumos brancos evidenciam a reacção entre o amoníaco e o ácido clorídrico, sendo estes fumos cloreto de amónio. Estes "fumos" não passam apenas de um precipitado branco que por não se encontrar no seio de uma solução se mantém simplesmente em suspensão no ar. Este processo de identificação do ião amónio utilizando o ácido clorídrico foi realizado na hotte pois estava-se a manusear com um ácido concentrado (ácido clorídrico) que liberta vapores. Por outro lado a inalação dos fumos libertados pela reacção também poderia ser perigosa.

O papel vermelho de tornesol revelou-se também um identificador eficaz para o processo em causa. Este indicador corou de azul na presença do hidróxido de amónio que por sua vez se formou pela reacção do amoníaco com a água. Foi portanto de toda a importância que o papel vermelho de tornesol estivesse humedecido pois caso contrário a amoníaco não reagiria sendo libertado para a atmosfera sem ser identificado. Neste caso o processo não seria eficaz.

Conclusões

O trabalho prático desenvolvido para identificação do ião amónio numa amostra de adubo revelou-se eficaz, sendo possível concluir que o adubo em análise continha o ião amónio.

Com este trabalho ficou claramente provado que o ião amónio em contacto com uma base forte, como o hidróxido de sódio, reage formando amoníaco. Este amoníaco ao contactar com água forma uma substância básica (hidróxido de amónio).

Foi também possível concluir que quer o ácido clorídrico quer o reagente de Nessler permitem identificar o ião amónio quando este está em contacto com uma base forte. No entanto não foi possível, pelos métodos utilizados, identificar o ião amónio sem que este reagisse com uma base forte.

Os métodos utilizados demonstraram que a análise qualitativa de compostos inorgânicos via húmida utilizando uma escala semimicro é viável.

Bibliografia

Domingues, Lídia; Abreu, Maria Emília de; (1998);T.L.Q.Bloco II; Raiz Editora; Amadora;

Simões, Teresa Sobrinho; e outros;(1996); T.L.Q.Bloco I; Porto Editora; Porto;

Enciclopédia da Ciência ;(1994); Editorial Verbo; Lisboa;

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