Esquematize as etapas de separação e identificação das misturas de ânions listados abaixo e escreva as equações químicas balanceadas que representam as reações ocorridas.
a) \mathrm{CO}_{3}{ }^{2-}, \mathrm{PO}_{4}{ }^{3-} e \mathrm{C}_{2} \mathrm{O}_{4}{ }^{2-}

Passo 1

O primeiro objetivo é identificar e remover o íon carbonato, pois ele libera \mathrm{CO_2} ao reagir com ácido forte. Para isso, acidificamos a amostra com HCl, o que gera efervescência característica de C O_{2}: \mathrm{CO_3^{2-} \;+\; 2\,H^+ \longrightarrow CO_2(g)\;+\;H_2O}
Esse teste confirma a presença de \mathrm{CO_3^{2-}} e o retira da solução como gás.

Passo 2

Com o carbonato removido, restam na solução os ânions fosfato e oxalato. Para separar seletivamente o fosfato, ajustamos o pH para aproximadamente 8,5 usando uma mistura de N H_{4}Cl/N H_{4}OH (formando tampão) e, em seguida, adicionamos MgC l_{2}. Nesse pH, só o fosfato forma o precipitado cristalino de fosfato de magnésio e amônio hexahidratado (MgN H_{4}P O_{4} \cdot 6 H_{2}O), enquanto o oxalato permanece em solução: \mathrm{Mg^{2+} \;+\; NH_4^{+} \;+\; PO_4^{3-} \;+\;6\,H_2O \;\longrightarrow\; MgNH_4PO_4\cdot6H_2O(s)}

Passo 3

Filtramos para separar o precipitado de MgN H_{4}P O_{4} \cdot 6 H_{2}O (confirmação de \mathrm{PO_4^{3-}}). O filtrado contém agora apenas \mathrm{C_2O_4^{2-}}. Adicionando CaC l_{2} à solução ácida ou neutra, precipita-se oxalato de cálcio, um sólido branco que confirma e isola o oxalato: \mathrm{Ca^{2+} \;+\; C_2O_4^{2-} \;\longrightarrow\; CaC_2O_4(s)}

Resposta

  1. Remoção de \mathrm{CO_3^{2-}}: \mathrm{CO_3^{2-} + 2\,H^+ \longrightarrow CO_2(g) + H_2O}
  2. Precipitação de \mathrm{PO_4^{3-}}: \mathrm{Mg^{2+} + NH_4^{+} + PO_4^{3-} + 6\,H_2O \longrightarrow MgNH_4PO_4\cdot6H_2O(s)}
  3. Precipitação de \mathrm{C_2O_4^{2-}}: \mathrm{Ca^{2+} + C_2O_4^{2-} \longrightarrow CaC_2O_4(s)}

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