Uma amostra contém NO3^-, NO2^-, S^2- e NH4^+ em solução.
Qual procedimento deve ser seguido para identificar cada um desses íons na solução? Escreva as reações químicas envolvidas.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que temos numa amostra quatro íons em solução: nitrate (NO₃⁻), nitrite (NO₂⁻), sulfeto (S²⁻) e amônio (NH₄⁺). Isso cai em Química Analítica Qualitativa: aprender a separar e identificar cada íon usando reagentes que dão cores ou precipitados característicos.
O que vamos precisar na bancada:
  • HCl (ácido clorídrico)
  • H₂SO₄ concentrado (ácido sulfúrico)
  • FeSO₄ (solução de sulfato ferroso)
  • KI e amido (para detecção de I₂)
  • Pb(NO₃)₂ ou outra fonte de Pb²⁺
  • NaOH ou reagente de Nessler
  • Tubos de ensaio, pipetas, proveta, banho-maria ou bico de gás
A partir do próximo passo a gente começa a testar cada íon de verdade.

Passo 2

Detecção de S²⁻ (íon sulfeto)
  1. Em um tubo, pega ali um pouquinho da amostra e adiciona algumas gotas de HCl.
  2. O S²⁻ reage com H⁺ e forma gás sulfídrico: S^2- + 2,H^+ longrightarrow H2Suparrow
    3) Se liga no cheiro de ovo podre e, para confirmar, leva outra gota dessa mesma solução a um tubo que já contenha Pb^{2+} (por ex., Pb(NO₃)₂):
    H2S + Pb^2+ longrightarrow PbSdownarrow (precipitado preto) + 2,H^+
Se formar um precipitado preto, bingo: era S²⁻.

Passo 3

Detecção de NO₂⁻ (íon nitrito)
  1. Em novo tubo, adiciona KI em solução e depois algumas gotas de H₂SO₄.
  2. O nitrito oxida o iodeto e forma iodo (I₂): 2,NO2^- + 2,I^- + 4,H^+ longrightarrow 2,NO + I2 + 2,H2O
    3) Para “ver” o I₂, joga umas gotinhas de amido: ele forma um complexo azul-escuro com I₂.
    I2 + amido longrightarrow azul-escuro
Se aparecer azul, era NO₂⁻.

Passo 4

Detecção de NO₃⁻ (íon nitrato) – “brown ring test”
  1. Em outro tubo, mistura um pouco da amostra com FeSO₄ (solução fresca e fria).
  2. Com cuidado, derrama H₂SO₄ concentrado pelo lado do tubo (sem misturar bruscamente) formando duas camadas.
  3. Na interface (entre a solução verde-clara de Fe²⁺ e o ácido), se forma um anel marrom: NO3^- + 3,Fe^2+ + 4,H^+ longrightarrow [Fe(H2O)5,NO]^2+ + 2,H2O
    Esse composto [Fe(H2O)5NO]^2+ é o “brown ring”. Se rolar, é nitrato.

Passo 5

Detecção de NH₄⁺ (íon amônio)
Opção 1 – NaOH e aquecimento:
  1. Num tubo, mistura amostra + NaOH e aquece.
  2. O amônio se converte em amônia gasosa: NH4^+ + OH^- longrightarrow NH3uparrow + H2O
    3) Se sentir cheiro de amônia ou aproximar papel de tornassol vermelho (fica azul), é NH₄⁺.
Opção 2 – Reagente de Nessler (mais sensível):
  1. Joga umas gotas de Nessler na amostra.
  2. Se aparecer cor amarelada a marrom (dependendo da concentração), confirma NH₄⁺.

Resposta

Segue o passo a passo final para identificar cada íon:
  1. S²⁻: reage com HCl → H₂S (gás fedido) + Pb²⁺ → PbS preto.
  2. NO₂⁻: com KI + H₂SO₄ → I₂ + amido → azul-escuro.
  3. NO₃⁻: teste do anel marrom (FeSO₄ + H₂SO₄ concentrado).
  4. NH₄⁺: NaOH + aquecimento → NH₃ (cheiro ou papel de tornassol) ou reagente de Nessler (coloração).
    Pronto, assim você separa e detecta cada íon!

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