UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA "JÚLIO DE
MESQUITA FILHO" - Campus de Bauru
Departamento de Química
Apostila de Química Analítica Qualitativa
Curso: Licenciatura em Química
Prof. Dr. Gilbert Bannach
2012
QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA.
BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA E UTILIZADA NA ELABORAÇÃO DA
APOSTILA.
1. BARD, A. J. - Equilíbrio Químico, Pacheco, J. R.; Rico, J. D. (tradutores),
Ed. Castillo S.A., Madri, 1970.
2.
VOGEL, A. I. - Química Analítica Qualitativa, 5ª ed, Gimeno, A.
(tradutor), Ed. Mestre Jou, São Paulo, 1981.
3.
BACCAN, N.; GODINHO, O. E. S.; ALEIXO, L. M.; STEIN, E. -
Introdução à Semimicroanálise Qualitativa, 6ª ed., Ed. UNICAMP, Campinas, 1995.
4. ALEXÉEV, V. - Semimicroanalisis Químico Cualitativo, Mendoza, U. V.
(tradutor), Mir Publishers, 1975.
5. WISMER, R. K. - Qualitative Analysis With Ionic Equilibrium, 1ª ed.,
Macmillan, New York, 1991.
2
Marcha analítica para os cátions que serão estudados nesta disciplina
Solução contendo Pb2+, Hg22+, Ag+, Hg2+, Bi3+, Cu2+, Cd2+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Cr3+, Al3+, Zn2+,
Co2+, Ni2+, Ba2+, Sr2+, Ca2+, Mg2+, NH4+, K+, Na+
HCl(aq)
Grupo 1 Precipitado
PbCl2, Hg2Cl2, AgCl
Sobrenadante
S1
HCl (pH≈0,5)/H2S(g)
Grupo 2 Precipitado
HgS, PbS, Bi2S3, CuS, CdS
Sobrenadante
S2
NH4OH/(NH4)2S
Grupo 3 Precipitado
FeS, Fe(OH)3, MnS, Cr(OH)3,
Al(OH)3, ZnS, NiS, CoS
Sobrenadante
S3
NH4OH/NH4Cl
(NH4)2CO3
Grupo 4 Precipitado
BaCO3, SrCO3, CaCO3
Sobrenadante
Mg2+, Na+, Li+, K+, NH4+
Grupo 5
3
QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA.
PARTE I
Análise qualitativa pôr via seca
Ensaios da chama:
A fim de aprender as operações envolvidas nos ensaios de coloração de chama e
os vários testes com pérolas a serem descritos subsequentemente, é necessário ter algum
conhecimento da estrutura da chama não luminosa do bico de bunsen. (Figura 1)
Uma chama não luminosa de bunsen consiste em três partes: Um cone interno
azul (ADB), compreendendo principalmente gás não queimado; Uma ponta luminosa
em D (Que só é visível quando os orifícios de ar estão ligeiramente fechados); um
manto externo (ACBD) no qual se produz a combustão completa do gás. As partes
principais da chama, de acordo com bunsen, são claramente indicadas na figura1. a mais
baixa temperatura esta na base da chama (a), que é empregada para testar substâncias
voláteis a fim de determinar se elas comunicam alguma cor a chama. A parte mais
quente da chama é a zona de fusão (b); fica cerca de 1/3 da altura da chama e,
aproximadamente, eqüidistante do interior e exterior do manto, é empregada para
ensaios de fusibilidade das substâncias e também conjugada com (a), para testar as
volatilidades relativas das substâncias ou de uma mistura de substâncias. A zona
oxidante inferior (c) está situada na borda mais externa de (b) e pode ser usado para a
oxidação de substâncias dissolvidas em pérolas de bórax, carbonato de sódio ou sal
microcósmico (Pérola de fosfato – Na(NH4)HPO4.4H2O). A zona oxidante superior (d)
é a ponta não luminosa da chama; aqui um grande excesso de oxigênio esta presente e a
chama não é tão quente como em (c) pode ser usada para todos os processos de
oxidação nas quais não é necessário uma temperatura muito alta. A zona redutora
superior (e) está na ponta do cone interno azul e é rica em carbono incandesceste. É
especialmente útil para reduzir incrustações de oxido a metal. A zona redutora inferior
(f) está situada na borda interna do manto próximo ao cone azul e é aqui que os gases
4
redutores se misturam com o oxigênio do ar; é uma zona redutora de menor poder que
(e) e pode ser empregada para a redução de bórax fundido e pérolas semelhantes.
Figura 1: Bico de Bunsen
Procedimento:
O teste é feito utilizando-se um fio de platina ou níquel-cromo contendo na sua ponta uma pequena
quantidade da mistura amostra e ácido clorídrico concentrado. Leva-se então o fio à chama oxidante e
observa-se a coloração.
I-
CÁTION
Coloração da chama:
COLORAÇÃO
OBSERVAÇÃO
S
K+(*)
Ca2+
Sr2+
Ba2+
Cu2+
Pb2+
Bi2+
Na+
(*) Repetir os testes de coloração da chama observados através de vidro de cobalto
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b) Ensaio de chama com pérola de bórax.
Procedimento:
•
Preparação da pérola de bórax:
Um fio de platina umedecido e mergulhada na substância finamente pulverizada
de modo que na diminuta quantidade adere a pérola. É importante empregar uma
diminuta quantidade de substância, pois, de outro modo, a pérola tornar-se-á escura e
opaca pelo aquecimento subseqüente. Primeiro a pérola e a substância aderente são
aquecidas na chama redutora mais baixa; deixa se esfriar e observa-se a cor. Elas são,
então, aquecidas em chama oxidante mais baixa; deixa-s e esfriar e observa-se a cor
outra vez.
As pérolas coloridas características são produzidas com sais de cobre, ferro,
cromo, manganês, cobalto e níquel. Os estudantes devem conduzir os ensaios da pérola
de bórax e sais desses metais e observarem os seus resultados.
CÁTION
S
COLORAÇÃO DA PÉROLA EM
CHAMA OXIDANTE
OBSERVAÇÃO
CHAMA REDUTORA
Cu2+
Fe2+
Cr2+
Mn2+
Co2+
Ni2+
Após cada ensaio, a pérola é removida do fio por aquecimento outra vez até a
fusão, e então retirada do fio e lançada em um recipiente com água. A pérola de bórax
constitui também um método excelente par limpar um fio de platina; passe a pérola de
bórax varias vezes ao longo do fio, por aquecimento adequado, retirando-a então, com
um movimento súbito do fio.
As pérolas coloridas de bórax são devidas a formação de boratos coloridos; nos
casos em que as diferentes esferas coloridas são obtidas nas chamas oxidantes e
redutoras, são produzidos boratos correspondentes a vários estágios da oxidação.
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Questões para responder:
1. Pesquisem na literatura quais as reações que ocorrem na pérola de bórax
nas chamas redutora e oxidante, neste experimento.
2. Por que ocorre a mudança de cor da chama no experimento 1?
3. Porque se utiliza o HCl e não outro ácido no teste de chama?
4. Utilizando dados de espectro de chama (comprimento de onda emitido),
pesquisem quais dos íons testados na primeira parte da apostila
produzirão chamas visíveis através do vidro de cobalto, que absorve
entre 500 e 670 nm.
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PARTE II
Análise qualitativa por via úmida
I- Reações Recomendadas para Identificação dos Íons Potássio e Amônio
(Grupo 5)
Potássio
a) Ácido perclórico com adição de álcool etílico (CUIDADO, não aquecer).
K+ + ClO4- ⇔ KClO4(s)
Procedimento:
Interferentes:
b) Cobaltinitrito de Sódio (meio de ácido acético) ou hexanitritocobaltato (III) de
sódio (Na3[Co(NO2)6]).
3K+ + [Co(NO2)6] 3- ⇔ K3[Co(NO2)6](s)
Procedimento:
Interferentes:
c) Ácido tartárico
K+ + H2C4H4O6 ⇔ KHC4H4O6(s) + H+
Procedimento:
Interferentes:
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Amônio
a) Papel indicador (tornassol azul e vermelho) testar o caráter ácido/base de
soluções de sais de amônio
NH4+ + H2O ⇔ NH4OH + H+ ou NH4+ + H2O ⇔ NH3 + H3O+
Sais de amônio utilizados:
b) Ação de bases fortes sobre sais de amônio
NH4+ + OH- ⇔ NH4OH ⇔ NH3↑ + H2O ou NH4+ + OH- ⇔ NH3↑ + H2O
Procedimento: identificar o produto gasoso usando papel indicador e HCl concentrado
Interferentes:
c) Cobaltinitrito de sódio (meio HAc) ou hexanitritocobaltato (III) de sódio
(Na3[Co(NO2)6])
3NH4 + + [Co(NO2)6] 3- ⇔ (NH4)3[Co(NO2)6]↓
Procedimento:
Interferentes:
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d) Reagente de Nessler
NH4+ + 2[HgI4]2- + 4OH- → HgO.Hg(NH2)I ↓ + 7I- + 3H2O
Procedimento:
Interferentes:
Toxidade dos reagentes utilizados:
e) Hidrogenotartarato de sódio
NH4+ + HC4H4O6- ⇔ NH4HC4H4O6(s)
Procedimento:
Interferentes:
Faça uma Tabela comparando as propriedades dos íons NH4+ e K +
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II- Reações Recomendadas para Identificação de Alguns Ânions -1
Cloreto
a) Ação de ácido sulfúrico concentrado. Teste um pouco de sal sólido contendo cloreto
com ácido sulfúrico concentrado. CUIDADO! NÃO AQUEÇA!
MCl (s) + H2SO4 → HCl + MHSO4
Procedimento: identificar o produto gasoso usando papel indicador e NH4OH
concentrado.
Interferentes:
Toxidade dos reagentes utilizados:
Utilize dois tubos de ensaio para o experimento seguinte e compare os resultados:
b) primeiro tubo: solução de sal solúvel de prata e adição de cloreto. (segundo
tubo: repetir o procedimento substituindo o íon cloreto por carbonato). Adicione solução
de ácido nítrico a ambos os tubos.
Cl- + Ag+ ⇔ AgCl
Interferentes:
1. Separe em quatro partes o precipitado formado no primeiro tubo. Uma parte guarde
em ausência de luz. Depois de 10-15 minutos compare com precipitado que ficou
exposto a luz.
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2. Teste ainda as duas partes restantes do precipitado formado no primeiro tubo com
solução diluída de NH4OH e Na2S2O3.
AgCl + 2NH4OH ⇔ [Ag(NH3)2]+ + 2H2O + ClAgCl + 2S2O32- ⇔ [Ag(S2O3)2]3- + Cl-
Procedimento:
Interferentes:
Observações:
Sulfato
Utilize dois tubos de ensaio para o experimento seguinte e compare os resultados:
Primeiro tubo: solução de sal solúvel de bário e adição de sulfato. (segundo
tubo: repetir o procedimento substituindo o íon sulfato por carbonato) Adicione solução
de ácida a ambos os tubos
a) íon bário
SO42- + Ba2+ ⇔ BaSO4(s)
Procedimento:
Interferentes:
1. Teste a solubilidade do precipitado com ácidos (ácido acético 0,1 mol/l, ácido forte 0,1 mol/L, ácido
concentrado).
Observações:
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b) íon chumbo
SO42- + Pb2+ ⇔ PbSO4
Procedimento:
Interferentes:
Teste a solubilidade do precipitado com base forte. Observações:
Carbonato
a) Ácidos diluídos
CO32- + 2H+ ⇔ H2CO3 ⇔ H2O + CO2↑
Monte um sistema para recolher o gás formado, fazendo-o passar através de uma
solução do Ca(OH)2 ou Ba(OH)2.
Procedimento:
Interferentes:
b) Íons da família 2A (alcalino terrosos) e outros íons metálicos Faça o teste usando
pelo menos três íons da família 2 A e pelo menos três íons NÃO pertencentes a
família 1 A e 2 A
Mn+ + CO32- ⇔ M2 (CO3)n
Procedimento:
Interferentes:
Teste a solubilidade do precipitado com ácidos. Quais os sais de carbonato de formula
M2(CO3)n são solúveis em água?:
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Acetato
a) Ácido sulfúrico diluído
CH3COO- + H+ ⇔ CH3COOH↑
Procedimento:
Interferentes:
b) Íon Ferro (III)
6CH3COO- + 3Fe3+ + 2H2O ⇔ [Fe3(CH3CO2)6(H2O)6]3+ + 2H+
[Fe3(OH)2(CH3COO)6]+ + 4H2O ↔ 3Fe(OH)2CH3COO↓ + 3CH3COOH + H+
Procedimento:
Interferentes:
c) Esterificação (faça o teste usando dois tipos de álcool) e como catalisador ácido
sulfúrico concentrado
H3C-CO2H + R-OH ⇔ H3C-CO2-R + H2O
Procedimento:
Interferentes:
d) Amostras sólidas contendo acetato trituradas com KHSO4 sólido
MAc (s) + KHSO4(s) → MKSO4 (s) + CH3CO2H↑
Procedimento:
Interferentes:
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.III- Reações Recomendadas para Identificação dos Íons Magnésio, Bário, Cálcio e
Estrôncio (Grupo IV).
Obs. O Mg2+ faz parte do grupo V.
Magnésio
a) hidróxidos alcalinos
Mg2+ + 2OH- ⇔ Mg(OH)2
Procedimento:
Interferentes: adicione um sal de amônio ao precipitado
b) hidróxido de amônio
Mg2+ + 2NH3 + 2H2O ⇔ Mg(OH)2↓ + 2NH4+
Procedimento:
Teste a solubilidade do precipitado com sal de amônio.
c) carbonato de sódio ou potássio
Mg2+ + CO32- + ⇔ MgCO3↓
Procedimento:
Interferentes: teste a solubilidade do precipitado em presença de sais amônio
.
d) carbonato de amônio
5Mg2+ + 6CO32- + 7H2O ⇔ 2MgCO3.Mg(OH)2.5H2O + 2HCO3Procedimento:
Interferentes: teste a solubilidade do precipitado em presença de sais amônio.
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e) Hidrogenofosfato de dissódio
Mg2+ + NH3 + HPO42- ⇔ Mg(NH4)PO4↓
Procedimento: Utilize o menor volume possível de solução de magnésio
Observar ao microscópio
Interferentes: teste a solubilidade do ppt com ácidos fracos e fortes. Repita o procedimento para os
íons cálcio, bário e estrôncio
f) Magneson I ou para-Nitrobenze-azo-resorcinol , NO2-(C6H4)-N2-(C6H3)-(OH)2
Procedimento: Utilize o menor volume possível de solução de magnésio
Interferentes:
Bário
a) hidróxidos alcalinos
Ba2+ + 2OH- ⇔
Procedimento: (compare com o íon Mg2+)
Interferentes:
b) Carbonatos: faça o teste usando: a) carbonato de sódio b) carbonato de amônio
Ba2+ + CO32- ⇔ BaCO3
Procedimento:
Interferentes: teste o precipitado em presença de sais de amônio e ácidos
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c) Íons sulfato
Ba2+ + SO42- ⇔ BaSO4
Procedimento:
Teste a solubilidade do precipitado com ácidos
c) Íon cromato/dicromato. Estudo do equilíbrio cromato/dicromato:
c.1) divida uma solução de cromato em três tubos de ensaio. Reserve um deles como
padrão. Ao 2º adicione algumas gotas de ácido forte e ao 3º solução de base forte.
Observe.
Repita o procedimento utilizando agora o dicromato. Tente explicar o que aconteceu!
Cr2O72- + H2O ⇔ 2CrO42- + 2H+
Cor=
c.2 ) Íon cromato
Ba2+ + CrO42- ⇔ BaCrO4
Procedimento:
Interferentes: teste a solubilidade do precipitado com ácido forte
3c) Íon dicromato
2Ba2+ + Cr2O72- + H2O ⇔ 2BaCrO4 + 2H+
Procedimento:
Divida o precipitado em 3 partes iguais. Deixe um tubo como padrão e teste cada um
dos demais tubos com: a) com ácido acético/acetato de sódio b) ácido acético.
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Estrôncio
a) Carbonato faça o teste usando: a) carbonato de sódio b) carbonato de amônio
Sr2+ + CO32- ⇔ SrCO3
Procedimento:
Interferentes: teste o precipitado em presença de sais de amônio
b) Íon sulfato
Sr2+ + SO4 2- ⇔ SrSO4
Procedimento:
Interferentes: refaça a reação usando ion carbonato no lugar de ion sulfato
c) Íon Oxalato
Sr2+ + C2O42- ⇔ SrC2O4
Procedimento:
Interferentes: refaça a reação usando íon bário no lugar do íon estrôncio
Teste a solubilidade do precipitado com ácidos.
d) Íon dicromato
2Sr2+ + Cr2O72- + H2O ⇔ 2SrCrO4 + 2H+
Procedimento:
Interferentes:
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Divida o precipitado em 3 partes iguais. Deixe um tubo como padrão e teste cada um
dos demais tubos com: a) com ácido acético/acetato de sódio b) ácido acético.
Cálcio
a) Carbonato faça o teste usando: a) carbonato de sódio b) carbonato de amônio
Ca2+ + CO32- ⇔ CaCO3
Procedimento:
Interferentes: teste a solubilidade do precipitado em presença de sais amônio.
b) Íon sulfato: faça o teste usando solução quente de: a) sulfato de sódio b) sulfato de
amônio.
Ca2+ + SO42- ⇔ CaSO4
Procedimento:
Interferentes:
Teste a solubilidade do precipitado com sais de amônio e ácido
.c) Íon oxalato
Ca2+ + C2O42- ⇔ CaC2O4
Procedimento:
Interferentes:
Teste a solubilidade do precipitado com ácidos
Faça uma Tabela comparando as propriedades dos íons Mg2+, Ca2+,
Ba2+ e Sr2+
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EXECUÇÃO DA ANÁLISE
Alguns caminhos podem ser propostos para identificar os íons presentes em uma
amostra desconhecida. Você pode encontrar em livros estes andamentos de análise,
porém lembre-se que eles foram feitos para um tipo de amostra problema. Muitas vezes
a sua amostra pode ser mais simples, e se você traçar um caminho mais lógico, você
gastara menos tempo e também evita resultados "falseados". Porém lembre-se que este
"caminho" ou andamento de análise é uma parte do "método científico" que você está
utilizando no problema "análise de cátions e ânions" e, portanto, ele deverá ser
fundamentado em informações iniciais ou observações experimentais.
Apresentamos abaixo uma sugestão de como você pode trabalhar na amostra
problema.
1. Ensaios Preliminares
1.a. O material deve ser observado cuidadosamente, cor, odor, densidade,
estrutura cristalina e solubilidade são informações que podem ser muito importantes em
alguns instantes da análise.
1.b. Testes com papel de tornassol na solução da amostra podem dar indícios
importantes. Uma solução acida não deve conter carbonato, por exemplo.
1.c. Ensaios de chama e aquecimento de sais sólidos podem resultar em
informações importantes.
1.d. Solubilidade da amostra pode apresentar informações importantes, mas é
necessário muito cuidado nas observações e ensaios realizados. Lembre-se que grande
quantidade de amostra requer grande quantidade de solvente.
2. Provas com a substância sólida
Se a sua amostra for sólida, você pode testar diretamente com pequenas porções:
carbonato, amônio e acetato.
3. Pesquisa de Ânions
Os ânions não identificáveis nas provas a partir da substância sólida devem ser
pesquisados no EXTRATO COM SODA ("soda" é o nome comercial do carbonato de
sódio). Este extrato é preparado, em um béquer, com uma pequena porção da amostra,
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ao qual adicionam-se 10 ml de solução saturada de carbonato de sódio. Agita-se bem e
aquece-se à ebulição durante 5 minutos, e filtra-se.
Com o filtrado são feitas as provas dos ânions e com o precipitado, que devem
ser os cátions que apresentam carbonatos insolúveis, os quais podem ser trabalhados
após dissolução com ácido diluído.
4. Pesquisa dos cátions
Existem duas possibilidades, a amostra pode ser solúvel ou muito pouco solúvel
em ácido clorídrico diluído (apresenta resíduo). Em ambos os casos, um pouco da
amostra deve ser extraído duas vezes com pequenos volumes de ácido clorídrico
diluído, uma ou duas vezes com ácido clorídrico concentrado à ebulição se necessário,
separando-se os extratos por filtração. A reunião destes extratos constitui o que
chamaremos de extrato clorídrico. Se ele ficar muito turvo, deve-se diluir ao dobro com
água destilada, centrifugar e concentrar ao volume original. A análise dos cátions é feita
neste extrato clorídrico.
Se a amostra apresentar resíduo, este deve ser tratado por FUSÃO
ALCALINA. Sendo que no sobrenadante faz-se a pesquisa de ânions (quais?), e no
resíduo após a lavagem com água destilada quente, e dissolução com ácido clorídrico
diluído, pesquisa-se os cátions possíveis (quais?).
SEPARAÇÃO DOS CATIONS MAGNÉSIO, CÁLCIO, ESTRONCIO E BÁRIO
Em tubo de ensaio, faz-se uma mistura das soluções dos cloretos (ou nitrato)
desses 4 cátions (no máximo 10 gotas de cada solução). Aquece-se essa mistura com
cuidado (aproximadamente 60°C) e adiciona-se solução de cloreto de amônio e
carbonato de amônio até não haver mais formação de precipitado, mantendo-se a
temperatura a 60°C durante alguns minutos. Em seguida centrifuga-se durante 2-3
minutos. O precipitado deve ser lavado com duas pequenas porções de água quente
contendo carbonato de amônio. O sobrenadante e as águas de lavagens são reunidos em
um béquer e evaporados a cerca de 2 ml. Com parte dessa solução faz-se a identificação
do magnésio.
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O precipitado dos carbonatos é dissolvido pela adição, do menor volume
possível, de ácido acético diluído quente (50-60°C). Essa solução deve ser tamponada
pela adição de solução de acetato de sódio (volume mais ou menos igual ao do ácido
acético adicionado previamente) e igual volume da solução de dicromato de potássio.
Aquece-se durante alguns minutos e centrifuga-se quando frio. Para testar se o
precipitado é realmente, BaCrO4 deve se adicionar a ele ácido clorídrico diluído. Na
solução resultante, faz-se a prova de coloração de chama para confirmar a presença de
bário.
Com solução de onde foi separado o precipitado amarelo, repete-se o tratamento
com hidróxido e carbonato de amônio, nas condições já indicadas. Centrifuga-se e lavase com água contendo carbonato de amônio, até o precipitado ficar branco. Dissolve-se
o precipitado com o menor volume possível de ácido acético diluído quente. Leva-se
essa solução à ebulição e adicionam-se cerca de 2 ml da solução de sulfato de amônio,
aquece-se, alcaliniza-se com hidróxido de amônio e centrifuga-se. Com o precipitado
branco faz-se a prova de coloração a chama a fim de confirmar a presença de estrôncio.
O sobrenadante, que deve ser acético, é tratado, à ebulição, com cerca de 1 ml de
solução de oxalato de amônio. Deixa-se esfriar e centrifuga-se. Com o precipitado
executa-se a prova de coloração a chama para confirmar a presença de cálcio.
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ESQUEMA DE SEPARAÇÃO
Ca2+
Sr2+
Ba2+
Mg2+
HCl depois NH4OH e (NH4)2CO3
SrCO3
CaCO3
BaCO3
HAc
Ca2+
Sr2+
Mg2+
(NH4)2HPO4 + NH4OH
Ba2+
MgNH4PO4.6H2O
Observar ao microscópio
K2Cr2O7
Ca2+
Sr2+
BaCrO4
NH4OH + (NH4)2CO3
CaCO3
SrCO3
HAc
Ca2+
Sr2+
(NH4)2SO4
Ca2+
SrSO4
(NH4)2C2O4
CaC2O4
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Questões
1. O carbonato de amônio é conhecido como o reagente do grupo IV (Ca2+, Sr2+, Ba2+).
Procure em um livro de Química Analítica Qualitativa, informações sobre este
reagente e represente as reações dos equilíbrios entre íons que existe em uma
solução aquosa de carbonato de amônio.
2. Como proceder para precipitar somente o íon K+ de uma solução que contam K+ e
NH4+ usando como agente precipitante o cobaltinitrito de sódio?
3. Que regente ou teste simples poderia ser utilizado para distinguir entre as duas
espécies em cada um dos seguintes pares? Escreva equações para as reações que
ocorrem. a) K+ e Na+ ; b) KNO3(s) e NH4NO3(s); c) NH4NO3(s) e NaNO3(s).
4. Pôr que se deve precipitar AgCl em meio ácido?
5. A uma solução contendo íon cloreto, adicionaram-se algumas gotas de solução
diluída de HNO3 e solução de AgNO3. Em seguida, adiciona-se solução diluída de
NH4OH e finalmente solução diluída de HNO3. Descreva o que se deve esperar que
aconteça com a solução em cada uma destas etapas e represente os equilíbrios
químicos envolvidos (Referencia Complementar: Kuya M. K., Química Nova, 16(5)
(1993))
6. "Compostos pouco solúveis de carbonatos podem ser solubilizados pela adição de
ácidos". A partir desta afirmação, um aluno tentou solubilizar uma amostra de
carbonato utilizando solução de ácido sulfúrico e não obteve o resultado esperado.
Explique o fato.
7. Qual a função do H2SO4 em reações de esterificação?
8. Pôr que a reação que resulta na formação de acetato de isoamila é preferível ao
acetato de etila no teste para confirmação de íon acetato?
9. Procure o valor do Kps do CaSO4, SrSO4 e BaSO4. Descreva o que se espera que
ocorra quando:
a) Uma solução saturada de CaSO4 sem corpo de fundo é adicionada a uma solução
de BaCl2.
b) Uma solução saturada de BaSO4 sem corpo de fundo é adicionada a uma solução
de CaCl2.
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10. Escreva todos os possíveis equilíbrios que são estabelecidos quando dissolvemos em
água:
a) HCl
f) Na2CO3
b) NaOH
g) NaCN
c) H2SO4
h) K2Cr2O7
d) H2C2O4
i) NH4Ac
e) NH4Cl
j) (NH4)2CO3
11. Através dos possíveis equilíbrios estabelecidos na solução aquosa explique porque o
oxalato de bário (BaC2O4) é solúvel em meio ácido enquanto que o sulfato de bário
(BaSO4) não o é.
12. que acontece com o pH de uma solução diluída de hidróxido de sódio, quando
adicionamos NH4Cl? (Não considere os efeitos da diluição pelo aumento do
volume).
13. Pôr que adição de NH4Cl solubiliza precipitados de Mg(OH)2?
14. Pôr que é usado o íon dicromato ao invés do sulfato na separação inicial do íon bário
de outros membros do Grupo (II)?
15. Por engano você adiciona solução de (NH4)2SO4 ao invés de solução de (NH4)2CO3
para precipitar os cátion do Grupo II, o que resulta na formação de um sólido branco
insolúvel em ácido clorídrico. O que deve ser feito para obter os cátion do grupo II
na forma de íons para iniciar o procedimento da forma correta?
16. Pôr que os íons fluoreto ou fosfato não são utilizados como agente precipitante do
Grupo 2?
17. Um sólido branco dissolve-se completamente em ácido acético produzindo uma
solução que não forma precipitado quando é adicionado K2CrO4(aq). A adição de
(NH4)2SO4(aq) a esta solução produz um precipitado branco que após o tratamento
com Na2CO3(aq) e HCl concentrado produz uma coloração carmim no teste de
chama. A água-mãe do precipitado não produz nenhuma coloração no teste de
chama. Que íons estão presentes, quais estão ausentes e sobre quais se pode ficar em
dúvida?
18. Explique o método de abertura de uma amostra, usando-se a fusão alcalina.
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IV- Reações recomendadas para identificação de alguns ânions - 2
Nitrato
a) Íon ferro(II) e H2SO4 concentrado
NO3- + 3Fe2+ + 4H+ ⇔ NO +3Fe3+ + 2H2O
NO + Fe2+ ⇔ [Fe(NO)]2+
Procedimento:
Interferentes:
Cor = anel marron
b) Redução de nitratos a NH3 pelo hidrogênio nascente em meio alcalino
Zno + 2H2O ⇔ Zn(OH)2 + H2↑
Zn(OH)2 + 2OH- ⇔ [Zn(OH)4]2NO3- + 4H2 ⇔ NH3↑ + 2H2O + OHOu
NO3- + 4Zn0 + 7OH- + 6H2O Î NH3↑ + 4[Zn(OH)4]2Procedimento:
Interferentes:
c) Difenilamina (C6H5.NH.C6H5)
2 C6H5--NH-- C6H5 + HNO3 → C6H5--NH-- C6H4-- C6H4--NH-- C6H5
C6H5--NH-- C6H4-- C6H4--NH-- C6H5 + HNO3 → C6H5--N== C6H4== C6H4==N+ H-C6H5 (cor azul)
Procedimento:
Interferentes:
26
Nitrito
a) Ácido forte diluído
NO2- + H+ ⇔ HNO2
3HNO2 ⇔ HNO3 + 2NO + H2O
2NO + O2 (ar) ⇔ 2NO2 ↑
Procedimento:
Interferentes:
b) Íon ferro(II) e ácido diluído
NO2- + H+ ⇔ HNO2
3HNO2 ⇔ HNO3 + 2NO + H2O
Fe2+ + NO ⇔ [Fe(NO)]2+
Procedimento:
Interferentes:
c) Oxidação de iodeto em meio ácido
2HNO2 + 2I- + 4H+ ⇔ 2NO + I2 + 2H2O
Extrair em solvente orgânico
Procedimento:
Interferentes:
27
d) Redução de permanganato em meio ácido
5HNO2 + 2MnO4- + 6H+ ⇔ 5NO3- + 2Mn2+ + 3H2O
Procedimento:
Interferentes:
e) Redução a NH3 pelo hidrogênio nascente em meio alcalino
Zno + 2H2O ⇔ Zn(OH)2 + H2
Zn(OH)2 + 2OH- ⇔ [Zn(OH)4]2NO2- + 3H2 ⇔ NH3 ↑ + H2O + OHProcedimento:
Interferentes:
f) Eliminação com sal de amônio
HNO2 + NH4+ ⇔ N2↑ + 2H2O + H+
Procedimento:
Interferentes:
Fluoreto (demonstrativo)
a) Ácido sulfúrico concentrado (aquecer levemente em cadinho de chumbo coberto
com placa de vidro).
2F- + H2SO4 ⇔ H2F2 + SO422H2F2 + SiO2 ⇔ SiF4 + 2H2O
3SiF4 + 3H2O ⇔ 2[SiF6]2- + H2SiO3 + 4H+
Procedimento:
Interferentes:
28
Fosfato
a) Íon prata
HPO42- + 3Ag+ ⇔ Ag3PO4 + H+
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
(Testar a solubilidade do precipitado em ácido e amônia)
b) Íon magnésio
Mg2+ + HPO42-+ NH4OH + 5H2O ⇔ MgNH4PO4.6H2O
(observar ao microscópio)
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
c) Molibdato de amônio em meio ácido nítrico
HPO42- + 12MoO42- + 23H+ + 3NH4+ ⇔ (NH4)3[P(Mo3O10)4] + 12H2O
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
29
V- Reações Recomendadas para Identificação dos Íons Níquel, Cobalto, Manganês,
Zinco, Ferro(II), Ferro(III), Alumínio e Cromo (Grupo do Sulfeto de Amônio) –
Grupo III
Níquel
a) Sulfeto de amônio
Ni2+ + S2- ⇔ NiS
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
b) Hidróxido de amônio
Ni2+ + 2NH4OH ⇔ Ni(OH)2 + 2NH4+
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
Testar precipitado com excesso de reagente
Ni(OH)2 + 6NH4OH ⇔ [Ni(NH3)6]2+ + 6H2O
30
c) Hidróxido de sódio
Ni2+ + OH- ⇔ Ni(OH)2
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
c.1) testar o precipitado com excesso de reagente e sal de amônio.
c.2) teste também o precipitado Ni(OH)2 com água de cloro (solução de hipoclorito,
ClO-).
2Ni(OH)2 + ClO- + H2O + H2O ⇔ 2Ni(OH)3 + ClCor= verde
Cor=
d) Dimetilglioxima ( H3C-C(N-OH)-C(N-OH)-CH3 ou H2DMG)
Ni2+ + 2H2DMG ⇔ Ni(HDMG)2 + 2H+
A dimetilglioxima de fórmula molecular C4H8O2N2, reage como um diácido fraco e
vamos representá-lo como H2DMG.
Procedimento:
Kformação=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
Cobalto
a) Sulfeto de amônio
Co2+ + S2- ⇔ CoS
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
31
b) Hidróxido de amônio
Co2+ + X- + NH4OH ⇔ Co(OH)X + NH4+
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
Testar o precipitado com excesso de reagente
Co(OH)X + 6NH4OH ⇔ [Co(NH3)6]2+ + X- + OH- + 6H2O
c) Hidróxido de sódio
Co2+ + X- + OH- ⇔ Co(OH)X
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
Testar com ligeiro excesso de reagente e aquecimento
Co(OH)X + OH- ⇔ Co(OH)2 + XAnote a cor do precipitado. Separe uma parte deste precipitado e deixe exposto
ao ar, observe suas transformações durante a aula. Com outra parte do precipitado faça
testes com H2O2 ou água de cloro.
2Co(OH)2 + 1/2 O2 + H2O ⇔ 2Co(OH)3
Cor= preto-marrom
(Co2O3.3H2O)
2Co(OH)2 + OCl- + H2O ⇔ 2Co(OH)3 + Cl-
32
d) Nitrito na presença de potássio e ácido acético
Co2+ + NO2- + 2H+ ⇔ Co3+ + NO + H2O
Co3+ + 6NO2- + 3K+ ⇔ K3[Co(NO2)6]
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
e) Tiocianato de amônio
Utilize alguns cristais de tiocianato e faça extração com éter, acetona ou álcool amílico.
Co2+ + 4SCN- ⇔ [Co(SCN)4]22H+ + [Co(SCN)4]2- ⇔ H2[Co(SCN)4]
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido nas reações:
Manganês
a) Sulfeto de amônio
Mn2+ + S2- ⇔ MnS
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
33
b) Hidróxido de amônio
Mn2+ + 2NH4OH ⇔ Mn(OH)2 + 2NH4+
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
Testar o precipitado com excesso de reagente
c) Hidróxido de sódio
Mn2+ + 2OH- ⇔ Mn(OH)2
Anote imediatamente a cor do precipitado
Separe uma parte do precipitado e deixe exposto ao ar, observe suas transformações
durante a aula. Com a outra parte do precipitado faça teste com H2O2 ou água de cloro.
Mn(OH)2 + 1/2 O2 ⇔ MnO(OH)2
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
d) Perssulfato de potássio com ácido sulfúrico diluído
2 Mn2+ + 5 K2S2O8(s) + 8 H2O ⇔ 2MnO4- + 10 SO42- + 16 H+ + 10 K+
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
34
Zinco
a) Sulfeto de amônio
Zn2+ + S2- ⇔ ZnS
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
b) Solução saturada de H2S
Zn2+ + H2S ⇔ ZnS + 2H+
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
c) Hidróxido de amônio
Zn2+ + 2NH4OH ⇔ Zn(OH)2 + 2NH4+
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
Teste o precipitado com excesso de reagente
Zn(OH)2 + 4NH4OH ⇔ [Zn(NH3)4]2+ + 2OH- + 4H2O
35
d) Hidróxido de sódio
Zn2+ + OH- ⇔ Zn(OH)2
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
Teste o precipitado com excesso de reagente
Zn(OH)2 + 2OH- ⇔ [Zn(OH)4]2-
e) Ferrocianeto de potássio em meio ácido acético
3Zn2+ + 2K+ + 2[Fe(CN)6]4- ⇔ K2Zn3[Fe(CN)6]2
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
f) Difenilcarbazona (Ditizona)
C6H5N==NC(S)NHNHC6H5 ⇔ Zn(C6H5N==NC(S)NHNHC6H5)2
Cor= vermelho-
purpura
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
36
Ferro(II)
a) Sulfeto de amônio
Fe2+ + S2- ⇔ FeS
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
b) Hidróxido de amônio
Fe2+ + 2NH4OH ⇔ Fe(OH)2 + 2NH4+
Teste a solubilidade do precipitado com sal amônio
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
c) Hidróxido de sódio
Fe2+ + 2OH- ⇔ Fe(OH)2
Separe rapidamente uma parte do precipitado e teste com H2O2. Compare com o
precipitado restante.
Fe(OH)2 + 2H2O + O2 ⇔ 4Fe(OH)3
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
37
d) Ferricianeto de potássio
Fe2+ + [Fe(CN)6]3- ⇔ Fe3+ + [Fe(CN)6]44Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4- ⇔ Fe4[Fe(CN)6]3
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Conceito envolvido na reação:
Ferro(III)
a) Sulfeto de amônio
2Fe3+ + 3S2- ⇔ Fe2S3
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade= decompõe a
FeS + S em água quente
Conceito envolvido na reação:
b) Hidróxido de amônio
Fe3+ + 3NH4OH ⇔ Fe(OH)3 + 3NH4+ ou (Fe2O3.xH2O)
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
c) Hidróxido de sódio
Fe3+ + 3OH- ⇔ Fe(OH)3 + 3NH4+
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
38
d) Ferrocianeto de potássio
4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4- ⇔ Fe4[Fe(CN)6]3
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
e) Tiocianato
Fe3+ + 6SCN- ⇔ [Fe(SCN)6]3Procedimento:
Kformação=
Cor=
Solubilidade=
Testar a reação com íon FFe3+ + 6F- ⇔ [FeF6]3-
Kformação= 1,0 x 1016
Alumínio
a) Sulfeto de amônio
Al3+ + 3S2- + 3H2O ⇔ Al(OH)3 + 3HSProcedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
39
b) Hidróxido de amônio
Al3+ + 3NH4OH ⇔ Al(OH)3 + 3NH4+
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Cor=
Solubilidade=
c) Hidróxido de sódio
Al3+ + 3OH- ⇔ Al(OH)3
Procedimento:
KPs=
Testar o precipitado com excesso de reagente
Al(OH)3 + OH- ⇔ [Al(OH)4]-
d) Carbonato de sódio
3CO32- + 2Al3+ + 3H2O ⇔ 2Al(OH)3 + 3CO2
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
e) Alizarina ou Aliz- (formação da laca de alumínio)
[Al(OH)3]x + Aliz- ⇒ [Al(OH)3]x-1 . Al-(OH)2(Aliz) + OHProcedimento:
40
Cromo
a) Sulfeto de amônio
Cr3+ + 3S2- + 3H2O ⇔ Cr(OH)3 + 3HS-
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
b) Hidróxido de amônio
Cr3+ + 3NH4OH ⇔ Cr(OH)3 + 3NH4+
Procedimento:
Cor=
Solubilidade=
c) Hidróxido de sódio
Cr3+ + 3OH- ⇔ Cr(OH)3
Procedimento:
Cor=
Solubilidade=
Teste o precipitado com excesso de reagente
Cr(OH)3 + OH- ⇔ [Cr(OH)4]Separe uma parte da solução resultante e adicione H2O2. Com outra parte
adicione dióxido de chumbo (PbO2). Reação de Chancel.
2[Cr(OH)4]- + 3H2O2 + 2OH- ⇔ CrO42- + 8H2O
2[Cr(OH)4]- + 3PbO2 + 6OH- ⇔ 2CrO42- + 3[Pb(OH)4]2- + H2O
41
EXECUÇÃO DA ANÁLISE
SEPARAÇÃO DOS CATIONS
FERRO, MANGANÊS, ALUMÍNIO,
CRÔMIO, ZINCO, NÍQUEL E COBALTO (Grupo III)
Existem algumas possibilidades diferentes para separar estes íons, aqui
mostraremos dois destes possíveis caminhos.
Método I
Em um béquer de 50 ml preparar uma mistura adicionando-se 10 gotas de
solução dos seguintes nitratos: Fe(NO3)3, Al(NO3)3, Cr(NO3)3, Ni(NO3)2, Co(NO3)2,
Mn(NO3)2 e Zn(NO3)2.
Aquece-se à ebulição e adiciona-se hidróxido de amônio até o meio ficar
ligeiramente básico. Junta-se solução de sulfeto de amônio até que a precipitação tenha
sido quantitativa, mantendo-se a temperatura a cerca de 60°C durante 10 minutos.
Centrifuga-se e lava-se o precipitado de quatro a cinco vezes com pequenas porções de
solução diluída de cloreto de amônio (1 + 9) aquecida, contendo um pouco de sulfeto de
amônio.
O precipitado: Deve ser imediatamente transferido para uma cápsula e tratado
com ácido clorídrico diluído. Agita-se primeiramente a frio, aquecendo-se depois
ligeiramente entre 30 e 40°C até não haver mais desprendimento de H2S. Centrifuga-se
e lava-se o precipitado de quatro a cinco vezes com água.
No sobrenadante: Ferve-se para eliminação de H2S e procede-se a separação dos
íons Fe3+, Mn2+, Al3+ , Zn2+ e Cr3+ (*).
O precipitado: Deve ser transferido para uma cápsula e tratado, a quente, com o
menor volume possível de ácido nítrico diluído. Evapora-se em banho-maria até
secagem. Trata-se com um mínimo de água e procedem-se as identificações dos íons
Ni2+ e Co2+ , diretamente sem separação.
(*) Separação de Zinco, Manganês, Ferro, Alumínio e Cromo
A solução ácido clorídrico contendo os cátions em estudo, tratada com hidróxido
de sódio em excesso e gotas de água oxigenada é aquecida à ebulição durante 5
42
minutos. Centrifuga-se ainda quente e lava-se com água quente, abandonando as águas
de lavagem.
O precipitado: Estes cátions podem ser identificados diretamente no precipitado,
sem necessidade de separação prévia. Com uma porção do precipitado, executam-se as
provas de identificação do ferro (III). Com outra porção procede-se a identificação do
manganês.
No sobrenadante: Separados o ferro e o manganês, o sobrenadante é acidulado
com ácido clorídrico diluído, depois de tratado com excesso de hidróxido de amônio e
aquecido à ebulição. Centrifuga-se e lava-se com água quente contendo hidróxido de
amônio. No precipitado branco, identifica-se o alumínio. Ao sobrenadante adiciona-se
ácido acético, acetato de sódio e cloreto de bário, aquece-se e separa-se o precipitado
amarelo que se forma por centrifugação.
No sobrenadante da separação identifica-se também o zinco.
43
ESQUEMA DE SEPARAÇÃO
Fe2+
Fe3+
Mn2+
Al3+
Cr3+
Zn2+
Ni2+
Co2+
ZnS
CoS
NiS
NH4OH + (NH4)2S
FeS
Fe2S3
Al(OH)3
Cr(OH)3
MnS
HCl
Fe3+
Mn2+
Al3+
Cr3+
Zn2+
CoS
NiS
NaOH + H2O2
Fe(OH)3
MnO(OH)2
[Al(OH)
CrO42-
[Zn(OH)4]2-
4]
HCl
Al3+
Cr2O72-
Zn2+
NH4OH
Al(OH)3
CrO4
2-
[Zn(NH3)6]2+
Hac + NaAc +
BaCl2
BaCrO4
Zn2+
44
Método II
Em um béquer de 50 ml, adiciona-se 10 gotas dos nitratos dos cátions do grupo.
Aquece-se a mistura à ebulição e adiciona-se, primeiramente NH4Cl, e depois
NH4OH até o meio ficar alcalino. Centrifuga-se e lava-se a mistura de precipitados com
solução a quente de NH4Cl a 1%. Centrifuga-se.
O sobrenadante contém os cátions Co2+, Ni2+ e Zn2+ na forma de complexos
solúveis e parte do Mn2+. O precipitado contém os hidróxidos de Fe3+, Al3+, Cr3+ e
Mn2+.
Separação do Ferro, Alumínio, Cromo e Manganês
Transfere-se o precipitado para um tubo de ensaio com o auxílio de solução de
NaOH; adiciona-se cerca de 1 ml de H2O2 e aquece-se a ebulição por 5 minutos.
Centrifuga-se e lava-se o precipitado com água destilada quente. No precipitado que
pode conter Fe(OH)3 e MnO2.xH2O identifica-se o ferro e o manganês diretamente sem
separação. No sobrenadante que pode conter [Al(OH)4]- e CrO42-, adiciona-se HCl
diluído, trata-se com excesso de hidróxido de amônio e aquece-se a ebulição
centrifugando em seguida. No sobrenadante testa-se a presença de crômio pela adição
de BaCl2 em meio tamponado e no precipitado identifica-se Al3+.
Separação do Zinco, Níquel, Cobalto e Manganês
Ao sobrenadante adiciona-se algumas gotas de NH4OH e aquece-se,
adicionando-se solução de sulfeto de amônio até precipitação quantitativa, centrifugase. Ao precipitado adiciona-se HCl 1:10, agita-se por cerca de 2 minutos e centrifuga-se.
O precipitado deve ser transferido para uma cápsula de porcelana e tratado com o menor
volume possível de ácido nítrico diluído. Evapora-se em banho-maria até secagem.
Trata-se com o mínimo de água e procede-se a identificação de Ni2+ e Co2+ diretamente
sem separação.
Ao sobrenadante que pode conter Zn2+ e Mn2+, elimina-se o H2S por fervura,
resfria-se e adiciona-se excesso de NaOH e gotas de H2O2, aquece-se brandamente
durante cerca de 2 minutos e centrifuga-se. No precipitado identifica-se o manganês e
no sobrenadante o zinco.
45
ESQUEMA DE SEPARAÇÃO
Fe3+
Mn2+
Al3+
Cr3+
Ni2+
Co2+
Zn2+
NH4Cl + NH4OH
Fe(OH)3
MnO2.xH2
Al(OH)3
Cr(OH)3
[Ni(NH3)6
[Zn(NH3)4
]2+
O
NaOH + H2O2
Fe(OH)3
[Co(NH3)6]2+
MnO2.xH2 [Al(OH)4]-
]2+
NH4OH + (NH4)2S
CrO42-
NiS
CoS
ZnS
O
HCl + NH4OH
Al(OH)3
CrO42-
HCl
NiS
BaCl2
BaCrO4
Zn2+
CoS
HNO3
Ni2+
NaOH
Co2+
[Zn(OH)4]
2-
46
Questões
1. Qual a vantagem de se fazer a redução do NO3- a NH3 em meio alcalino?
2. Como proceder para analisar: nitrato em uma solução que contém nitrito? E
nitrito em solução que contém nitratos. Escreva os passos e as reações possíveis.
3.
O reagente (NH4)2S pode ser substituído por
tioacetamida (em meio
alcalino). Mostre isso através de reações.
4. Sabe-se que o precipitado de Fe(OH)2 é branco, enquanto que Fe(OH)3 é
marrom avermelhado. Por que, na prática se obtém um precipitado verde quando OH- é
adicionado a uma solução contendo Fe(II)?
5. Por que a reação de Fe(III) com íon tiocianato deve ser feita em meio ácido?
6. Qual é o papel do solvente orgânico na reação entre o Co(II) e o tiocianato?
7.
Quais os cuidados que devem ser tomados no teste de Ni(II) com
dimetilglioxima?
8. O que aconteceria se em uma mistura contendo Mg2+, Ba2+, Ca2+, Al3+,
Fe3+, Zn2+, Co2+, Ni2+, Mn2+, Cr3+ fosse aplicado o método I ou o método II de
separação?
9. O íon ferro(III) não forma complexo de amônia e nem complexo hidroxo. O
íon alumínio(III) forma somente complexo hidroxo e o íon zinco(II) forma ambos. Faça
um esquema através do qual os três íons poderiam ser separados entre si utilizando
como reagentes apenas amônia aquosa e hidróxido de sódio.
10. Justifique a observação de que uma cor rósea com tiocianato não é obtida
com uma solução de sulfato de ferro(II), recentemente preparada,
embora esta
coloração vá se desenvolvendo quando a solução é deixada em repouso, durante algum
tempo.
11. Dadas as seguintes amostras, qual o procedimento mais rápido para se
chegar às respostas das questões propostas em cada um dos ítens?
a) Um pigmento preto utilizado num mural da Idade da Pedra é um carvão
vegetal ou pirolusita (MnO2)?
b) O material de uma determinada espátula é níquel, prata de níquel (Ni, Cu,
Zn) ou monel (Ni, Cu)?
c) Os flocos que você encontrou num banco de areia são de ouro ou de mica
revestida com "ouro dos tolos" (FeS2)?
47
d) O creme cujo rótulo foi perdido contém ZnO, um adstringente e anti-séptico,
ou Al(OH)2Cl e um antiperspirante?
12. Esquematize os procedimentos possíveis mais rápidos que poderiam ser
empregados para analisar as seguintes amostras:
a) Uma solução contendo íons Cr3+ , Zn2+ e Al3+
b) Uma solução do pigmento azul-de-Thenard contendo íons Al3+ e Co2+.
c) Uma solução de solda de prata contendo íons Ag+, Cu2+ e Zn2+.
d) Uma solução de fio termopar (Chromel) contendo íons Cr3+ , Fe3+ e Ni2+.
e) O eletrólito de uma pilha seca usada, contendo Zn(NH3)4Cl2, NH4Cl e
MnO2.
13. O titânio é o sétimo mais abundante elemento da crosta terrestre e parece,
até mesmo, que é mais abundante nas rochas lunares. Em solução, o titânio é
normalmente encontrado no estado de oxidação 4+, principalmente como íons Ti(OH)3+
e Ti(OH)22+ . Seu óxido hidratado, TiO2.xH2O, é menos solúvel que os óxidos ou
hidróxidos de alumínio, ferro(III) e crômio(III), e não é anfótero. O sulfeto dele não
pode ser precipitado em solução aquosa. Titânio(IV) não forma complexo colorido com
o tiocianato mas reage com o peróxido de hidrogênio em solução acida, dando o TiO22+,
cuja coloração situa-se entre o amarelo e o
vermelho. Como você modificaria a
análise sistemática de maneira que o titânio pudesse ser detectado?
14. Que procedimento você seguiria para responder a cada uma das seguintes
questões?
a) Identifique se uma substância branca é o pigmento litopônio (ZnS + BaSO4)
ou chumbo branco [Pb3(OH)2(CO3)2].
b) Identifique se o constituinte ácido de um pó de padaria é um fosfato
[Ca(H2PO4)2] ou alume [NaAl(SO4)2.12H2O] ou se contém os dois. (O pó conterá
também NaHCO3 e, talvez, outros constituintes como sulfato de cálcio e amido).
c) Identifique se um pó branco é farinha de bário (BaSO4) usada para facilitar
radiografia do estômago e dos intestinos ou gesso (CaSO4 1/2H2O).
48
VI - Reações Recomendadas para Identificação dos Íons Mercúrio(II), Bismuto,
Cádmio e Cobre (Grupo do Ácido Sulfídrico) – grupo II
Mercúrio(II)
a) Gás sulfídrico em presença de HCl diluído
3Hg2+ + 2Cl- + 2H2S ⇔ Hg3S2Cl2 + 4H+
Hg3S2Cl2 + H2S ⇔ 3HgS + 2H+ + 2ClProcedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Teste a solubilidade do HgS com água régia ( água régia = 1 volume HNO3
concentrado + 3 volumes de HCl concentrado - Misturar e usar imediatamente).
b) Hidróxido de amônio
2Hg2+ + NO3- +4NH3 + H2O ⇔ HgO.Hg(NH2)NO3 + 3NH4+
Procedimento:
Cor=
Solubilidade=
c) Hidróxidos alcalinos
Hg2+ + 2OH- ⇔ HgO + H2O
Procedimento:
Cor=
Solubilidade=
Testar a solubilidade em excesso de reagente
49
d) Iodeto de potássio
Hg2+ + 2I- ⇔ HgI2
HgI2 + 2I- ⇔ [HgI4]2Procedimento:
Kformação=
KPs=
Cor=
Solubilidade=
e) Agentes Redutores
2Hg2+ + Sn2+ + 2Cl- ⇔ Hg2Cl2 + Sn4+
Hg2Cl2 + Sn2+ ⇔ 2Hg° + Sn4+ + 2ClCu° + Hg2+ ⇔ Cu2+ + Hg°
Procedimento:
Inteferentes:
Bismuto
a) Sulfeto de hidrogênio
2Bi3+ + 3H2S ⇔ Bi2S3 + 6H+
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Testar a solubilidade do precipitado com HCl concentrado a quente e HNO3
diluído a quente (dentro da capela).
Bi2S3 + 6HCl → 2Bi3+ + 6Cl- + 3H2S
Bi2S3 + 8H+ + 2NO3- → 2Bi3+ + 3S + 2NO + 4H2O
50
b) Hidróxido de amônio
Bi3+ + 2NH4OH + X- ⇔ Bi(OH)2X + 2NH4+
Procedimento:
Cor=
Solubilidade=
Testar a solubilidade do precipitado em excesso de reagente.
c) Hidróxido alcalino
Bi3+ + 3OH- ⇔ Bi(OH)3
Levar o precipitado a ebulição
Bi(OH)3 → BiO.OH + H2O
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
d) Estanito de sódio (teste no papel de filtro)
Bi3+ + 3OH- ⇔ Bi(OH)3
2Bi(OH)3 + SnO22- ⇔ 2Bi° + 3SnO32- + 3H2O
Procedimento:
Cor=
51
Cádmio
a) Sulfeto de hidrogênio
Cd2+ + H2S ⇔ CdS + 2H+
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Testar a solubilidade do precipitado com ácido forte
b) Hidróxido de amônio
Cd2+ + NH4OH ⇔ Cd(OH)X + NH4+
Procedimento:
Cor=
Solubilidade=
Testar a solubilidade do precipitado em excesso de reagente.
Cd(OH)X + 4NH4OH ⇔ [Cd(NH3)4]2+ + X- + OH- + 4H2O
c) Hidróxido alcalino
Cd2+ + 2OH- ⇔ Cd(OH)2
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
52
Cobre
a) Sulfeto de hidrogênio
Cu2+ + H2S ⇔ CuS + 2H+
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Testar a solubilidade do precipitado com H2SO4 diluído a quente e ácido nítrico
concentrado a quente.
3CuS + 8HNO3 → 3Cu2+ + 6NO3- + 3S° + 2NO + 2H2O
S° + 2HNO3 → 2H+ + SO42- + 2NO
b) Hidróxido de amônio
Cu2+ + X- + NH4OH ⇔ Cu(OH)X + NH4+
Cu(OH)X + 4NH4OH ⇔ [Cu(NH3)]2+ + X- + OH- + H2O
Testar a solubilidade do precipitado em excesso de reagente.
Procedimento:
Kformação=
Cor=
Solubilidade=
c) Hidróxido alcalino
Cu2+ + 2OH- ⇔ Cu(OH)2
Aquecer a ebulição
Cu(OH)2 → CuO + H2O
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
53
d) Iodeto de potássio
2Cu2+ + 5I- ⇔ 2CuI + I3Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
e) Ferrocianeto de potássio
2Cu2+ + [Fe(CN)6]4- ⇔ Cu2[Fe(CN)6]
Procedimento:
Kformação=
Cor=
Solubilidade=
Testar a solubilidade do precipitado com ácido diluído, hidróxido de amônio e
hidróxido de sódio.
f) Tiossulfato de sódio (em meio de H2SO4 diluído)
2Cu2+ + 2S2O32- + 2H2O ⇔ Cu2S + S° + 4H+ + 2SO42Aquecer a solução até ebulição
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
54
EXECUÇÃO DA ANÁLISE
SEPARAÇÃO DOS CATIONS MERCÚRIO(II), CHUMBO, BISMUTO,
CÁDMIO E COBRE (Grupo II)
Existem algumas possibilidades diferentes para separar estes íons, aqui
mostraremos dois destes possíveis caminhos.
Método 1
A solução contendo os cátions de mercúrio(II), chumbo, bismuto, cádmio, cobre
e cerca de 10% de ácido clorídrico concentrado., com um volume de cerca de 10 ml
deve ser colocada em um frasco erlenmeyer de 200 ou 250 ml, munido de um sistema
próprio para introdução de gases. Aquece-se a solução à ebulição, liga-se ao gerador de
H2S e faz-se passar uma corrente de gás, com a saída de segurança do frasco aberta,
durante alguns segundos no início, fechando-a em seguida e diminuindo a intensidade
da corrente de H2S. Após 1 minuto, interrompe-se a introdução de gás e adiciona-se um
volume de água quente igual ao original, introduzindo novamente H2S. Esta operação
deve ser feita duas vezes, isto é, a solução original deverá ser diluída ao triplo. Com
uma pequena porção da solução sobrenadante, faz-se uma prova com água de H2S, para
certificar-se de que a precipitação foi quantitativa; em caso contrário, deve-se adicionar
mais água quente e passar H2S por mais 5 minutos. Após a precipitação, deixa-se
repousar a cerca de 50°C durante 10 minutos. Filtra-se o precipitado dos sulfetos e lavase, de quatro a cinco vezes, com água quente. O precipitado deve ser imediatamente
transferido para uma cápsula e tratado com cerca de 5 ml de ácido nítrico (2 vol. dil. + 1
vol. conc.) e aquecido entre 40-50°C, durante 5 minutos. Dilui-se, filtra-se e lava-se.
Transfere-se o precipitado para uma cápsula e adiciona-se cerca de 2 ml de água régia
(3 vol. ác. clorídrico conc. + 1 vol. de ác. nítrico concentrado). Aquece-se até à
dissolução dos sulfetos, dilui-se ao dobro com água e filtra-se para separar o enxofre.
Nessa solução identifica-se o mercúrio(II), pelas provas já indicadas. Ao filtrado do
tratamento com ácido nítrico, adicionam-se cerca de 5 ml de ácido sulfúrico diluído e
evapora-se até desprendimento de vapores brancos. Deixa-se esfriar, adiciona-se ácido
sulfúrico diluído e filtra-se após 15 minutos. O precipitado deve ser dissolvido, para a
55
identificação do chumbo, como já indicado. Ao filtrado do tratamento com ácido
sulfúrico, adiciona-se hidróxido de amônio em excesso e filtra-se.
Identifica-se o bismuto, no precipitado, com estanito de sódio, adicionando o
reagente sobre o filtro. O filtrado amoniacal de cor azul devido a presença de cobre,
deve ser tratado com solução de (NH4)2S.
Filtra-se o precipitado formado e trata-se com H2SO4 diluído (1:1), em uma
cápsula, a quente. Decanta-se o líquido sobrenadante, neutraliza-se com amônia e
adiciona-se (NH4)2S; um precipitado amarelo indica a presença de cádmio.
56
ESQUEMA DE SEPARAÇÃO
Hg2+
Pb2+
Bi3+
Cu2+
Cd2+
CuS
CdS
Cu2+
Cd2+
Cu2+
Cd2+
HCl + H2S
HgS
PbS
Bi2S3
HNO3
HgS
Pb2+
Bi3+
H2SO4
PbSO4
Bi3+
NH4OH
Bi(OH)SO4
[Cu(NH3)4]2+
[Cd(NH3)6]2+
(NH4)2S
CuS
CdS
H2SO4
CuS
Cd2+
57
Método II
Em um béquer de 50 ml, preparar uma mistura adicionando-se 2 ml de água
destilada e 25 gotas de solução dos seguintes nitratos: Hg(NO3)2, Bi(NO3)3, Cd(NO3)2 e
Cu(NO3)2.
1) Ajuste a pH próximo de 0,5 com HCl diluído.
2) Aquecer até quase a ebulição e passar H2S na solução quente durante cerca
de 3 minutos. Adicionar 10 ml de água quente e continuar borbulhando H2S até que não
haja mais precipitação (~ 3 min.). Filtrar e lavar o precipitado com pequenas porções de
água quente (recolher as águas de lavagem junto com o filtrado). Testar o filtrado se a
precipitação foi quantitativa. Caso apareça alguma turvação deve-se passar novamente
H2S, filtrar novamente e reunir os precipitados e as soluções.
O precipitado deve ser transferido para uma cápsula de porcelana e
tratado com cerca de 6 ml de HNO3 4M e aquecido entre 40-50°C, durante 5 minutos.
Dilui-se, filtra-se e lava-se. Transfere-se o precipitado para uma cápsula de porcelana e
adiciona-se cerca de 2 ml de água régia (3 vol. HCl conc. + 1 vol. HNO3 conc.).
Aquece-se até a dissolução dos sulfetos, dilui-se ao dobro com água e filtra-se para
separar o enxofre. Nessa solução identifica-se o mercúrio(II), pelas provas já indicadas.
Ao filtrado do tratamento com HNO3 adiciona-se cerca de 5 ml de H2SO4
diluído e evapora-se em cápsula de porcelana até desprendimento de vapores brancos.
Deixa-se esfriar, adiciona-se H2SO4 diluído e filtra-se após 15 minutos. O precipitado
deve ser dissolvido para a identificação do chumbo.
Ao filtrado do tratamento com H2SO4, adiciona-se NH4OH em excesso e
filtra-se. O precipitado branco deve ser lavado com pequenas porções de água.
Identifica-se o bismuto no precipitado, com estanito de sódio, adicionando o reagente
sobre o filtro.
O filtrado amoniacal de cor azul (devido a presença de cobre) deve ser
dividido em 2 alíquotas desiguais: a) alíquota menor, adicionar ácido acético diluído
gota a gota até meio ácido (comprovar com papel de tornassol) e em seguida acrescentar
sol. de K4[Fe(CN)6]. b) alíquota maior, acidificar com H2SO4 diluído (comprovar),
adicionar Na2S2O3 e aquecer até a ebulição com o que se deve obter uma solução
incolor e um precipitado. Passa-se então H2S no filtrado incolor, a formação de um
precipitado amarelo confirma a presença de Cd(II).
58
Hg2+
Pb2+
Bi3+
Cu2+
Cd2+
CuS
CdS
Cu2+
Cd2+
Cu2+
Cd2+
HCl + H2S
HgS
PbS
Bi2S3
HNO3
HgS
Pb2+
Bi3+
água régia
Hg2+
H2SO4
PbSO4
Bi3+
NH4OH
Bi(OH)SO4
[Cu(NH3)4]2+
[Cd(NH3)6]2+
59
VII - Reações recomendadas para identificação de alguns ânions - 3
Brometo
a) Íon prata (meio ácido)
Br- + Ag+ ⇔ AgBr
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Verificar a solubilidade do precipitado em NH4OH diluído e concentrado, e também em
(NH4)2CO3 e Na2S2O3.
b) Água de cloro* (trabalhar em meio ácido e extrair com solvente orgânico).
2Br- + Cl2 ⇔ Br2 + 2ClBr2 + Cl2(excesso) ⇔ 2BrCl
Br2 + 5Cl2(excesso) + 6H2O ⇔ 2BrO3- + 10Cl- + 12H+
Procedimento:
Cor=
Solubilidade=
*
Obs: Na prática, é mais conveniente empregar solução de hipoclorito de sódio diluído, acidulada com
ácido clorídrico diluído.
Iodeto
a) Íon prata (meio ácido)
Ag+ + I- ⇔ AgI
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Interferentes:
Verificar a solubilidade do precipitado em NH4OH diluído e concentrado, e também em
(NH4)2CO3 e Na2S2O3.
60
b) Água de cloro (meio ácido e extrair com solvente orgânico).
2I- + Cl2 ⇔ I2 +2ClI2 + 5Cl2(excesso) + 6H2O ⇔ 2IO3- + 10Cl- + 12H+
Procedimento:
Cor=
Solubilidade=
c) Água de bromo (meio ácido e extrair com solvente orgânico).
2I- + Br2 ⇔ I2 + BrProcedimento:
Cor=
d) Íon Cu2+
4I- + 2Cu2+ ⇔ 2CuI + I2
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
e) Agentes oxidantes
2I- + 2Fe3+ ⇔ I2 + 2Fe2+
10I- + 2MnO4- + 16H+ ⇔ 5I2 + Mn2+ + 8H2O
6I- + Cr2O72- + 14H+ ⇔ 3I2 + 2Cr3+ + 7H2O
Procedimento:
Interferentes:
61
Sulfeto
a) Ácido diluído
S2- + 2H+ ⇔ H2S
Procedimento:
Ka=
Solubilidade=
Recobrir o tubo de ensaio com um papel de filtro umedecido com acetato de
chumbo.
b) Agentes oxidantes
S2- + I2 ⇔ S° + 2IS2- + 2Fe3+ ⇔ S° + 2Fe2+
5S2- + 2MnO4- + 16H+ ⇔ 5S° + Mn2+ + 8H2O
3S2- + Cr2O72- + 14H+ ⇔ 3S° + 2Cr3+ + 7H2O
Procedimento:
Sulfito
a) Ácido forte diluído
SO32- + 2H+ ⇔ SO2 + H2O
Recobrir o tubo de ensaio com um papel de filtro umedecido com dicromato em meio
ácido.
Procedimento:
Cor=
Solubilidade=
b) Íon Ba2+ ou Íon Sr2+
SO32- + Ba2+ ⇔ BaSO3
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Testar a solubilidade do precipitado com ácido forte diluído.
62
Tiossulfato
a) Ácido forte diluído
S2O32- + 2H+ ⇔ S° + SO2 + H2O
Procedimento:
Cor=
Solubilidade=
b) Solução de I2
I2 + 2S2O32- ⇔ 2I- + S4O62Procedimento:
Interferentes
c) Íon Ba2+
S2O32- + Ba2+ ⇔ BaS2O3
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
63
EXECUÇÃO DA ANÁLISE
SEPARAÇÃO E IDENTIFICAÇÃO DOS ÍONS CLORETO, BROMETO
E IODETO.
A) Brometo e Iodeto na presença um do outro e do cloreto (cloreto não interfere
nas reações):
Colocar 5 gotas de cada um dos haletos em um tubo de ensaio, acidificar com
HCl dil., adicionar 1-2 gotas de água de cloro e 2-3 ml de clorofórmio, agitar bem. O
aparecimento de uma cor violeta indica iodeto. Continue adicionando água de cloro,
gota a gota, a fim de oxidar o iodo a iodato e agite após cada adição. A cor violeta
desaparecerá e surgirá então uma cor alaranjada devido ao bromo dissolvido (e/ou
monocloreto de bromo, BrCl).
B) Cloreto na presença de brometo e/ou iodeto:
Este procedimento envolve eliminação do brometo e iodeto (mas não do cloreto)
por oxidação com persulfato de potássio na presença de ácido sulfúrico diluído:
2I- + S2O82- ⇔ I2 + 2SO422Br- + S2O82- ⇔ Br2 + 2SO42Colocar 5 gotas de cada um dos haletos em um tubo de ensaio, acidificar com
H2SO4 dil. e adicionar K2S2O8 sólido (ponta de espátula), aquecer até eliminar
totalmente I- e Br-. Adicionar água se necessário. O líquido residual incolor é então
testado para cloreto com HNO3 dil. e AgNO3.
64
VIII - Reações Recomendadas para Identificação dos Íons Prata, Mercúrio(I) e
Chumbo (Grupo do Ácido Clorídrico) – grupo I
Prata
a) Haletos em meio ácido diluído
Ag+ + X- ⇔ AgX
onde x = Cl-, Br- ou I-
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Testar a solubilidade dos precipitados com ácido clorídrico concentrado
AgX + 2Cl- ⇔ [AgCl2]- + X-
b) Hidróxido alcalino
2Ag+ + 2OH- ⇔ Ag2O + H2O
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
c) Agentes redutores
2Ag+ + Zn° ⇔ Zn2+ + 2Ag°
2Ag+ + [SnCl4]2- + 2Cl- ⇔ 2Ag° + [SnCl6]2Procedimento:
Cor=
Interferentes=
65
d) Cromato de potássio
2Ag+ + CrO42- ⇔ Ag2CrO4
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Mercúrio(I)
(Hg22+ ⇔ Hg° + Hg2+)
a) Sulfeto de hidrogênio
Hg22+ + H2S ⇔ Hg° + HgS + 2H+
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
b) Hidróxido de amônio
2Hg22+ + NO3- + 4NH4OH + H2O ⇔ HgO.Hg.NH2NO3 + 2Hg° + 3NH4+
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
c) Hidróxido alcalino
2Hg22+ + 2OH- ⇔ Hg2O + H2O
Procedimento:
66
KPs=
Cor=
Solubilidade=
d) Iodeto
Hg22+ + 2I- ⇔ Hg2I2
adicionar excesso de reagente
Hg2I2 + 2I- ⇔ [HgI4]2- + Hg°
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Cor=
Solubilidade=
e) Cloreto e Brometo
Hg22+ + 2X- ⇔ Hg2X2
Procedimento:
KPs=
testar com ácido clorídrico concentrado
Hg2X2 + 4Cl- ⇔ [Hg2Cl4]2- + 2Xtestar com hidróxido de amônio
Hg2X2 + 2NH3 ⇔ Hg° + Hg(NH2)X + NH4+ + X-
f) Agentes redutores
Hg22+ + [SnCl4]2- + 2Cl- ⇔ 2Hg° + [SnCl6]2Hg22+ + Cu° ⇔ 2Hg° + Cu2+
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
67
g) Cromato de potássio
Hg2+2 + CrO42- ⇔ Hg2CrO4
aquecer o precipitado formado
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Chumbo
a) Sulfeto de hidrogênio
Pb2+ + H2S ⇔ PbS + 2H+
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Cor=
Solubilidade=
b) Cloreto
Pb2+ + 2Cl- ⇔ PbCl2
Procedimento:
KPs=
dividir precipitado em três partes e testar
b1) Solubilidade de PbCl2 em água quente.
b2) Ácido clorídrico concentrado.
PbCl2 + 2Cl- ⇔ [PbCl4]2b3) Sulfeto de hidrogênio em excesso de cloreto.
PbCl2 + H2S ⇔ ClPbSPbCl + 2H+
ClPbSPbCl + H2S ⇔ 2PbS + 2Cl+ + 2H+
68
c) Brometo e iodeto
Pb2+ + 2X- ⇔ PbX2
PbX2 + 2X- ⇔ [PbX4]2Procedimento:
Cor=
d) Hidróxido de amônio
Pb2+ + 2NH4OH ⇔ Pb(OH)2 + 2NH4+
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
e) Hidróxido alcalino
Pb2+ + 2OH- ⇔ Pb(OH)2
Testar o precipitado com excesso de reagente
Pb(OH)2 + 2OH- ⇔ [Pb(OH)4]2Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Cor=
Solubilidade=
f) Sulfato
Pb2+ + SO42- ⇔ PbSO4
Procedimento:
KPs=
69
g) Cromato de potássio
Pb2+ + CrO42- ⇔ PbCrO4
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
Testar a solubilidade do precipitado com HNO3 e NaOH
h) Hidrogenofosfato de sódio
3Pb2+ + 2HPO42- ⇔ Pb3(PO4)2 + 2H+
Procedimento:
KPs=
Cor=
Solubilidade=
testar a solubilidade em ácido nítrico diluído, ácido acético diluído, e solução de
hidróxido de sódio.
70
EXECUÇÃO DA ANÁLISE
SEPARAÇÃO DOS CATIONS PRATA, MERCÚRIO(I) E CHUMBO
À uma solução contendo 10 gotas dos cátions em estudo, adiciona--se, às gotas,
ácido clorídrico 6M até que não se perceba mais formação de precipitado. Deixa-se em
repouso durante 10 minutos, ao abrigo da luz. Centrifuga-se e lava-se com 2 ml de água
fria, contendo 3 gotas de HCl 6M. Ferve-se o precipitado com água e centrifuga-se a
quente. Esse tratamento deve ser executado três vezes. Concentra-se o filtrado e
identifica-se o chumbo pelas provas com iodeto ou cromato. O precipitado deve ser
tratado duas vezes com pequeno volume de hidróxido de amônio. Na solução amoniacal
identifica-se a prata. O resíduo negro do tratamento com hidróxido de amônio indica a
presença de mercúrio.
ESQUEMA DE SEPARAÇÃO
Pb2+
Hg22+
Ag+
HCl
PbCl2
AgCl
Hg2Cl2
água quente
Pb2+
AgCl
K2CrO4
PbCrO4
Hg2Cl2
NH4OH
[Ag(NH3)2]+ + Cl-
HgNH2Cl + Hg°
HNO3
AgCl
71
Na presença de grande quantidade de mercúrio(I) em relação à prata, é
aconselhável o seguinte procedimento: separa-se o chumbo como já indicado e trata-se
o precipitado em uma cápsula, com cerca de 2 ml de ácido nítrico concentrado, a
quente. Dilui-se com igual volume de água e filtra-se. No filtrado, identifica-se o
mercúrio e no precipitado a prata como já indicado.
Pesquisa dos Cátions
O extrato clorídrico é obtido com pequenas porções de HCl concentrado, quente,
até que não se note mais ataque ao resíduo e que a solução retirada seja incolor. Se o
resíduo restante for negro deve ser tratado co água-régia, em uma cápsula, e evaporado,
em banho-maria, até a secura. Adiciona-se, então, novamente, uma porção de HCl
concentrado quente e faz-se nova extração separando-se o resíduo que permanecer.
Todas as porções clorídricas devem ser reunidas e evaporadas até 1 ml (ou
aparecimento de precipitado). Dilui-se com água até cerca de 4 ml e deixa-se em
repouso, no escuro, para a sedimentação do precipitado formado(*). Centrifuga-se, no
filtrado serão precipitados os sulfetos. Com o precipitado procede-se a separação dos
cátions Ag+, Hg22+ e Pb2+.
O filtrado é tratado com H2S para a separação dos cátions deste grupo, conforme
já visto. Após a separação desses sulfetos, deve evaporar o filtrado até cerca de 2 ml e
submetê-los ao tratamento ou tratamentos necessários, para precipitação do grupo do
sulfeto de amônio.
(*) Caso a amostra fornecida não apresente resíduos (BaSO4, SrSO4, SiO2, HgS e certos
óxidos), adiciona-se solução diluída de HCl até precipitação quantitativa de Hg2Cl2,
PbCl2 e AgCl.
O filtrado do grupo do sulfeto de amônio contém geralmente grande
concentração de sais de amônio, o que pode perturbar a precipitação do "grupo do
carbonato de amônio", sendo, pois, aconselhável sua eliminação. Isto pode ser feito,
pela evaporação total da solução, em cápsula e posterior aquecimento do resíduo, com
uma pequena chama, até não haver mais desprendimento de fumaças brancas. Deixa-se
esfriar e trata-ser com água contendo ácido clorídrico. A eliminação dos sais de amônio,
72
também pode ser feita, pelo tratamento do resíduo da evaporação, com ácido nítrico
concentrado e posterior eliminação deste, por secagem.
Questões
1. Qual é o reagente utilizado na análise qualitativa dos cátions do grupo IV (Hg2+,
Bi3+, Cd2+, Cu2+). Explique como regente do grupo IV pode ser gerado (escreva
as equações químicas).
2. Escreva as equações químicas dos cátions do grupo IV com seu regente de
grupo. Escreva todos os possíveis equilíbrios que ocorrem em solução aquosa.
3. Como você faria para diferenciar se uma solução é de nitrato mercuroso ou
nitrato mercúrico.
4. De que forma você comprovaria se uma amostra de rocha é Azurita
(Cu3(CO3)2(OH)2) ou Covelita (CuS). Escreva as equações químicas na sua
proposta de análise.
5. O bismuto pode ser encontrado na natureza na forma de Bismutita Bi(CO3)O2,
Beyrita Ca(BiO)(CO3)2 e Kettnerita CaBiCO3OF. Quais análises qualitativas
poderiam ser feitas para diferenciar as rochas? Escreva as equações químicas.
6. Por que os sulfetos do grupo IV são atacados com HNO3 (0,1M a quente) com
exceção do sulfeto de mercúrio (II)?
7. Como você separaria uma solução contendo os cátions Cu2+, Cd2+ e Bi3+?
8. Como você procederia através do menor número de testes qualitativos para
identificar as seguintes rochas: (a) Kolymite Cu7Hg6, (b) Eugenite Ag11Hg2, (c)
Balkanite Cu9Ag5HgS8, (d) Cu6Hg3As4S12.
9. Como você procederia para identificar se uma solução é sulfeto, sulfato ou
tiossulfato de sódio?
10. Descreva como você verificaria se uma solução contém brometo, cloreto e
iodeto.
11. Qual é o reagente utilizado na análise qualitativa dos cátions do grupo V?
Escreva as equações químicas dos cátions do grupo V com seu regente de grupo
e todos os possíveis equilíbrios que ocorrem em solução aquosa.
12. Como você procederia para isolar a prata das seguintes rochas: (a) Ángelaite
Cu2AgPbBiS4 (b) Argentojarosite AgFe(SO4)2(OH)6 (c) Argentopentlandite
Ag(FeNi)8S8.
73