Rota De Identificação E Separação Para Os Íons De Chumbo, Prata E Mercúrio

Os metais pesados chumbo, prata e mercúrio  apresentam efeito acumulativo no organismo, o que significa que a contaminação a partir dos mesmos acarreta em um acúmulo destes, de modo que o organismo não é capaz de expulsá-los naturalmente. Tais elementos encontram-se em pilhas, determinadas lâmpadas e algumas estruturas elétricas, requerendo cuidados em seu manuseio.

Este texto apresenta uma rota laboratorial para identificação e separação destes metais, a partir de seus íons em solução, de modo qualitativo (o que demonstra a não utilização de cálculos ou procedimentos quantificatórios).

O Esquema 1 estabelece uma rota esquemática capaz de separar e identificar os íons Pb²⁺, Ag⁺ e Hg²⁺.

Esquema 1. Rota de identificação e de separação dos íons Pb²⁺, Ag⁺ e Hg²⁺.

Nesse esquema, pode-se observar que inicialmente os íons metálicos estão em uma mesma solução, a qual pode ser confirmada em relação à presença de cada um deles por uma reação com uma solução de ácido clorídrico  (HCl), a partir de uma precipitação como teste positivo. Dessa forma, pode-se estabelecer a presença de pelo menos um desses íons na solução original.

Ao se aquecer esta solução, pode-se separar o íon chumbo, o qual é solúvel em altas temperaturas, podendo ser identificado pela coloração amarela da solução quando em reação com o dicromato de potássio (K₂CrO₇).

Após o aquecimento da solução original, poderão estar presentes no precipitado os íons mercúrio e chumbo. Ao se tratar a solução com hidróxido de amônio (NH₄OH), pode-se identificar a presença de mercúrio a partir de um escurecimento da solução. Já ao se tratar a solução original com ácido nítrico (HNO₃), a formação de um precipitado branco identifica a presença do íon prata.

Laboratorialmente, o descrito acima pode ser realizado por meio das seguintes etapas:

1. Emprega-se 15 gotas da solução original e dilui-se com 10 mL de água;
2. Adiciona-se HCl 3M até precipitação dos íons;
3. Filtra-se;
4. Rompe-se o papel filtro e com água transfere-se o precipitado para outro béquer;
5. Ferve-se a solução por alguns minutos;
6. Filtra-se imediatamente;
7. Trata-se o filtrado com dicromato de potássio, onde observa-se uma coloração amarela; resultado positivo para chumbo;
8. Trata-se diretamente o papel filtro com hidróxido de amônio, onde uma coloração negra mostra-se positiva na identificação do mercúrio;
9. Recolhe-se o filtrado e adiciona-se algumas gotas de ácido nítrico concentrado ao mesmo, onde um precipitado branco mostra um resultado positivo para a prata, na forma de cloreto de prata.

Percebe-se, portanto, a possibilidade de separação e/ou identificação de cátions de uma amostra desconhecida (nas industrias são chamados efluentes), o que é possível utilizando-se técnicas e/ou procedimentos-padrões. Neste experimento, recebe-se uma amostra contaminada com metais pesados (Pb⁺², Ag⁺ e Hg⁺²) e, por meio de reações específicas, pode-se separá-los e identificá-los.

Fonte:http://www.infoescola.com/quimica/rota-de-identificacao-e-separacao-para-os-ions-de-chumbo-prata-e-mercurio/

Composto Iônico

Compostos iônicos são aqueles formados por íons de cargas opostas (resultando numa substância eletricamente neutra) através de interação eletrostática. Como resultado de tamanha força de ligação, são sólidos em condições ambientes (25°C e 1atm) e apresentam altos valores de ponto de ebulição.

É muito comum os compostos iônicos serem formados por metais (ânions) e ametais (cátions) – mesmo quando estão ligados previamente a outros átomos (ex: CaCO₃, constituído por Ca²⁺ + CO₃^2-).

 

Basicamente, quando dois íons entram em contato direto, se ligam por atração eletrostática. Assim, com mais íons presentes (cátions e ânions) atraindo-se em diversas direções, forma-se um conglomerado fortemente ligado e organizado: o retículo cristalino.

A estrutura cristalina é uma rede constituída por unidades cristalinas (células unitárias) que se repetem ao longo da cadeia. Sendo essas células unitárias as menores representações possíveis de toda a estrutura da rede.

Características dos Compostos Iônicos

As principais características da maioria dos compostos iônicos são:

• Alto ponto de fusão e ebulição (devido à atração eletrostática);
• Nas condições ambiente, são sólidos cristalinos;
• Conduzem eletricidade quando fundidos ou solvatados (dissociados em solvente);
• A depender das características termodinâmicas (energia livre de Gibbs) e das energias de solvatação e reticular, podem apresentar considerável solubilidade (principalmente, quando o solvente é a água).

Fonte: http://www.infoescola.com/quimica/composto-ionico/

Ciclo Catalítico

Para que uma reação química ocorra, é necessário que as espécies envolvidas (átomos, moléculas ou íons) interajam entre si através de choques mecânicos. Assim, através dessas colisões formam-se os complexos ativados, e posteriormente os produtos finais.

Um complexo ativado é nada mais que o estado intermediário entre reagentes e produtos, caracterizado pelo encontro das moléculas de reagentes com enfraquecimento das ligações, e instantânea formação dos produtos, com ligações sólidas. Sendo então existentes por um curtíssimo espaço de tempo, uma vez que os choques ocorrem desordenadamente e a reação se processa a cada momento.

Entretanto, para que um complexo ativado seja formado, é necessária uma determinada quantidade de energia que capaz de vencer a força de repulsão criada pela aproximação das eletrosferas das espécies, a chamada energia de ativação. Portanto, é responsável pelas colisões e quebra de ligações dos reagentes, podendo ser fornecida, por exemplo, sob forma de calor.

Um catalisador é capaz de criar determinadas condições no meio (como a melhora no contato e colisões mais efetivas ou alteração no pH) que favoreçam a reação através da diminuição da energia de ativação, assim, o equilíbrio da reação é atingido mais rapidamente, mas sem deslocamento. Ou seja, a mesma quantidade de produto será obtida através de um processo sem e com catalisador, a diferença estará apenas no tempo necessário para que tal quantidade seja produzida.

Ação do Catalisador em uma sequência de reações

Os catalisadores podem agir como seqüestrastes de reagentes (sendo assim o princípio dos catalisadores sólidos em meio a um leito gasoso ou líquido), onde após os mesmos colidirem efetivamente, os produtos gerados são liberados e um novo ciclo reagentes + catalisador → produtos – catalisador começa.

O esquema a seguir ilustra a ação de um catalisador para a reação genérica A + B → C:

Como pode ser analisado, o reagente A une-se ao catalisador; em seguida o reagente B segue o mesmo caminho, formando o complexo ativado AB. Instantaneamente o produto C é formado e desprende-se do catalisador que, agora livre, pode novamente ligar-se aos reagentes A e B gerando o mais uma vez o produto C. Sendo este processo contínuo até que os reagentes se esgotem ou o catalisador seja contaminado.

Um ciclo catalítico bastante simples é o de decomposição do peróxido de hidrogênio (água oxigenada) em água e oxigênio livre pela ação do íon iodeto:

Observe que o mecanismo existente é o seguinte, onde o íon iodeto sempre é recuperado ao final de cada série de reações:

H₂O_2(aq) + I^-_(aq) → OI^-_(aq) + H₂O_(l)

H₂O_2(aq) + OI^-_(aq) → I^-_(aq) + H₂O_2(l) + O_2(g)

_{Fonte: http://www.infoescola.com/quimica/ciclo-catalitico/}