Al 1.1 Amoníaco e compostos de amónio em materiais de uso comum Nome: Turma: Nº Data: / / Questão - problema A publicidade anuncia adubos e produtos de limpeza amoniacais: o que terão de comum estes materiais? A presença de amoníaco e de compostos de amónio é comum em produtos de limpeza domésticos e em adubos. A identificação destes compostos é feita através da adição de uma base forte a qual favorece a formação de amoníaco, possível de identificar através de testes laboratoriais. Objeto de ensino Identificação laboratorial da presença de amoníaco e de compostos de amónio Esta atividade permite ao aluno saber: Reconhecer o laboratório como um local de trabalho onde a segurança é fundamental na manipulação de material e de equipamentos Adotar atitudes e comportamentos de segurança adequados à manipulação de produtos amoniacais comerciais Identificar compostos de amónio e amoníaco usando testes químicos específicos Inferir a presença de compostos de amónio em materiais de uso diário (adubos e produtos de limpeza domésticos) Pesquisar informação relativa à composição e à segurança na manipulação de alguns produtos contendo amoníaco e compostos de amónio (tais como adubos e produtos de limpeza amoniacais), por análise das especificações contidas nos rótulos das embalagens respetivas; Planificar e realizar alguns testes laboratoriais em pequena escala com vista à identificação do amoníaco e de compostos de amónio; Interpretar as reações de identificação, nomeadamente a identificação de compostos de amónio por recurso à formação de amoníaco. AL 1.1 Amoníaco e compostos de amónio em materiais de uso comum Página 1/10
Fundamento Teórico Tendo em vista a conclusão sobre se determinada amostra tem ou não amoníaco ou compostos de amónio na sua composição, realizam-se quatro testes, sendo os resultados obtidos nesses testes objeto de análise. Teste A - Pesquisa de Amoníaco com Ácido Clorídrico Este ensaio tem como intenção produzir cloreto de amónio (sólido) a partir do amoníaco e do cloreto de hidrogénio, em fase gasosa. Serve para identificar a presença do amoníaco ou, indiretamente, a do ião amónio, já que este na presença de bases fortes origina amoníaco: NH + 4 (aq) + OH - (aq) NH 3 (aq) + H 2 O(l) (*) Aproximar da boca do tubo de ensaio com a amostra alcalinizada com uma base forte, uma vareta de vidro mergulhada em ácido clorídrico concentrado. Se a amostra tiver na sua composição amoníaco ou o catião amónio (*), formar-se-ão fumos brancos de cloreto de amónio: NH 3 (g) + HCl(g) NH 4 Cl(s) Teste B - Pesquisa de Amoníaco com Indicador vermelho de tornesol Trata-se de um ensaio que comprova o carácter alcalino de uma solução, o que acontece se a amostra ensaiada contiver amoníaco ( se a amostra contiver apenas compostos de amónio é necessário proceder à sua alcalinização). Aproximar da boca do tubo de ensaio, que contém a amostra devidamente alcalinizada, a fita de papel vermelho de tornesol previamente humedecida. Aquecer ligeiramente. A alteração da cor do indicador para azul indica a formação de amoníaco gasoso a partir da amostra, e o carácter alcalino da sua solução aquosa, segundo as equações: NH 3 (aq) NH 3 (g) (ΔH >0) NH 3 (g) + H 2 O(l) NH + 4 (aq) + OH - (aq) Teste C Pesquisa de Amoníaco com o reagente de Nessler Este teste, realizado em solução aquosa, serve para identificar o amoníaco, por formação do composto aminado contendo iodo e mercúrio, utilizando o Reagente de Nessler (solução alcalina de tetraiodomercurato (II) de potássio). No caso de existir amoníaco ou catião amónio transformado em AL 1.1 Amoníaco e compostos de amónio em materiais de uso comum Página 2/10
amoníaco, formar-se-á um sólido de cor amarelo acastanhado, de cor mais intensa no caso de concentrações mais elevadas. Aproximar da boca do tubo de ensaio, contendo a amostra, um pedaço de papel de filtro humedecido com algumas gotas de reagente de Nessler. O aparecimento da cor amarelo acastanhado indica a presença de amoníaco. Outro processo alternativo é realizar o ensaio direto, adicionando três gotas de reagente de Nessler a 1 cm 3 da amostra a analisar (no caso de sólidos, dissolver previamente em água). A presença do amoníaco leva ao aparecimento de um precipitado de cor amarelo acastanhado, no caso de soluções diluídas, e de cor vermelho acastanhado no caso de soluções concentradas. Teste D - Pesquisa de Amoníaco através da formação de um ião complexo Este teste realizado em solução aquosa, processa-se em duas etapas: - 1ª etapa haverá formação de um precipitado azul claro de hidróxido de cobre (II) Cu 2+ (aq) + 2 OH - (aq) Cu(OH) 2 (s) - 2ª etapa só ocorre se a amostra contiver amoníaco haverá formação de um ião complexo, tetraaminacobre (II), de cor azul intensa, segundo as equações: Cu(OH) 2 (s) + 4 NH 3 (aq) Cu(NH 3 ) 2+ 4 (aq) + 2 OH - (aq) O diagrama seguinte apresenta uma possível organização da catividade laboratorial: AL 1.1 Amoníaco e compostos de amónio em materiais de uso comum Página 3/10
Execução Experimental Teste A - Pesquisa de Amoníaco com o cloreto de hidrogénio, HCl (g) MATERIAL: Tubo de ensaio Vareta Pipeta de Pasteur REAGENTES: Solução de NAOH(aq) Solução concentrada de HCl(aq) Amostras (solução de amoníaco, água com sabão, adubo e limpa vidros) Procedimento Experimental: 1) Colocar 10 gotas de amostra num tubo de ensaio pequeno 2) Alcalinizar a amostra adicionando-se 2 gotas de hidróxido de sódio 3) Aproximar-se da boca do tubo de ensaio uma vareta molhada em HCl(aq) concentrado. Registo e tratamento de dados: Amostra padrão: Solução de amoníaco Amostra de controlo: Água com sabão Adubo Limpa vidros Observação Positivo Formação de fumos brancos Negativo Não se formam fumos brancos Completa: Se a amostra contiver amoníaco, este pode ser identificado pela produção de cloreto de amónio, por reação com cloreto de hidrogénio, de acordo com a seguinte equação química: Interpretação/Conclusão + fumos brancos Tanto para o adubo como para o limpa vidros o resultado do teste foi, pois houve AL 1.1 Amoníaco e compostos de amónio em materiais de uso comum Página 4/10
, logo conclui-se que ambas azoto amoniacal Teste B - Pesquisa de Amoníaco com Indicador vermelho de tornesol MATERIAL: Placa de aquecimento Gobelé Pinça de madeira Garrafa de esguicho Vidro de relógio Pinça Pipeta de Pasteur REAGENTES: Solução de NAOH(aq) Amostras (solução de amoníaco, água com sabão, adubo e limpa vidros) Papel de tornesol Procedimento Experimental: 1) Colocar 10 gotas de amostra num tubo de ensaio pequeno 2) Alcalinizar a amostra adicionando-se 2 gotas de hidróxido de sódio 3) Aquecer a solução em banho de água 4) Aproximar da boca do tubo de ensaio, um pouco de papel vermelho de tornesol humedecido com água Registo e tratamento de dados: Observação Amostra padrão: Solução de amoníaco Amostra de controlo: Água com sabão Adubo Limpa vidros Positivo Papel fica azul Negativo Papel permanece vermelho AL 1.1 Amoníaco e compostos de amónio em materiais de uso comum Página 5/10
Completa: O amoníaco reage com a água e os iões hidróxidos formados, por sua vez, reagem com os iões H 3 O + presentes na solução de indicador ácido-base. (g) + (l) (aq) + OH - (aq) OH - (aq) + (aq) H 2 O (l) Assim sendo, atendendo ao Princípio de Le Chatelier, de H 3 O +, presente na solução do indicador fará deslocar o equilíbrio Hind (aq) + H 2 O (l) Solução com Coloração vermelha Ind- (aq) + H 3 O + (aq) solução com coloração azul no sentido da reação e consequentemente a concentração de HInd enquanto que a concentração de Ind -, observando-se a mudança de coloração do papel indicador de para. Interpretação/Conclusão: Tanto para o adubo como para o limpa vidros o resultado do teste foi, pois logo conclui-se que ambas azoto amoniacal Questões pós-laboratorial: 1) Por que motivo não se deve tocar nos bordos do tubo com o papel de tornesol? 2) Caso quiséssemos detetar apenas amoníaco (e não o ião amónio), o que teria de ser alterado no procedimento? AL 1.1 Amoníaco e compostos de amónio em materiais de uso comum Página 6/10
Teste C - Pesquisa de Amoníaco com o reagente de Nessler MATERIAL: Tubo de ensaio Vareta Conta-gotas REAGENTES: Reagente de Nessler Amostras (solução de amoníaco, água com sabão, adubo e limpa vidros) Procedimento Experimental: 1) Colocar 10 gotas de amostra num tubo de ensaio pequeno 2) Alcalinizar a amostra adicionando-se 2 gotas de hidróxido de sódio 3) Aquecer a solução em banho de água 4) Aproximar da boca do tubo de ensaio, um pouco de papel vermelho de tornesol humedecido com água Registo e tratamento de dados: Observação Amostra padrão: Solução de amoníaco Amostra de controlo: Água com sabão Adubo Limpa vidros Positivo precipitado amarelo/vermelho acastanhado Negativo Não há mudança de cor Completa: Se existir amoníaco ou iões amónio na amostra formar-se-á um sólido de cor, mais intensa no caso de concentrações. (aq) + K 2 [HgI 4 ] (aq) + OH - (aq) Hg 2 O(NH 2 )I (s) + I - (aq) + H 2 O (l) + K + (aq) Ou (aq) + Reagente de Nessler [HgI 4 ] 2- (aq) + OH - (aq) Reagente de Nessler Hg 2 O(NH 2 )I (s) + I - (aq) + H 2 O (l) AL 1.1 Amoníaco e compostos de amónio em materiais de uso comum Página 7/10
Interpretação/Conclusão Tanto para o adubo como para o limpa vidros o resultado do teste foi, pois, logo conclui-se que, tanto o adubo como o limpa vidros azoto amoniacal, sendo o mais concentrado em amoníaco Questões pós-laboratorial: 1. Por que motivo não é necessário adicionar hidróxido de sódio neste ensaio, apesar de se pretender determinar o azoto amoniacal? Teste D - Pesquisa de Amoníaco através da formação de um ião complexo MATERIAL: Tubo de ensaio Conta-gotas REAGENTES: Solução de CuSO 4 (aq) Hidróxido de sódio Amostras (solução de amoníaco, água com sabão, adubo e limpa vidros) Procedimento Experimental: 1) Alcalinizar a amostra adicionando-se 2 gotas de hidróxido de sódio 2) Adicionar à amostra alcalinizada, solução de sulfato de cobre, gota-a-gota registou-se as observações. 3) Continuar a adicionar à amostra, a solução de sulfato de cobre observou-se e registou-se as alterações se observadas. AL 1.1 Amoníaco e compostos de amónio em materiais de uso comum Página 8/10
Registo e tratamento de dados: Observação Amostra padrão: Solução de amoníaco Amostra de controlo: Água com sabão Adubo Limpa vidros Positivo Há dissolução do precipitado e a solução adquire cor azul escura intensa Negativo A solução não adquire cor azul escura Completa: Em solução aquosa, o amoníaco é uma base, logo em solução liberta iões ( ) NH 3 (g) + H 2 O (l) (aq) + (aq) Após a adição, gota a gota, de uma solução aquosa de sulfato de cobre (II) diluída, na amostra alcalinizada, CuSO 4 (aq) (aq) + (aq) verifica-se a formação de um precipitado azul-claro que corresponde a precipitação do hidróxido de cobre (II), que ocorre se a solução for alcalina. Cu 2+ (aq) + 2OH - (aq) (s) Precipitado gelatinoso azul-claro Por adição continuada de gotas da sulfato de cobre forma-se o ião complexo tetraaminocobre (II),, e a solução adquire a cor azul intensa. (s) + (aq) (aq) + (aq) Nota: Os resultados obtidos comprovam a presença de amoníaco ou compostos de amónio na amostra só no caso que se verifique a mudança de cor da solução para azul intensa, devido a formação do ião complexo, tetraaminocobre (II). AL 1.1 Amoníaco e compostos de amónio em materiais de uso comum Página 9/10
Interpretação/Conclusão Tanto para o como para o o resultado do teste foi, pois, logo conclui-se que, tanto o adubo como o limpa vidros azoto amoniacal. Questões pós-laboratorial: 1. Nos ensaios anteriores há sempre mudança de cor, mas tal não significa sempre um resultado positivo. Explique porquê. AL 1.1 Amoníaco e compostos de amónio em materiais de uso comum Página 10/10