Marcha analítica/ Cátions grupo IV

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
 
 
TURMA:13A 
IGOR ROQUE DA SILVEIRA 
 
 
 
 
 
IDENTIFIÇÃO E SEPARAÇÃO DE CÁTIONS GRUPO IV 
 
 
 
 
 
 
 
 
LAVRAS-MG 
OUT/2021 
 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
Os cátions do grupo IV não reagem com HCl, H2S e (NH4)2S. A separação destes cátions a 
partir dos grupos anteriores, normalmente é realizada por meio da precipitação destes como 
carbonatos em meio amoniacal. O reagente do grupo é uma solução de carbonato de amônio 
[(NH4)2CO3] na presença de quantidades moderadas de amônia ou íons amônio ou solução de 
carbonato de sódio (Na2CO3) na presença de um sal de amônio (cloreto ou nitrato de 
amônio). Para a identificação final desses cátions, foi necessário o uso do teste de chama para 
através de visualização de cores características de cada cátion, identificá-los. 
Cálcio 
O cálcio é o mais abundante dos elementos do grupo IIA da tabela periódica. Seus sais 
normalmente são pós brancos e formam soluções incolores, a menos que o ânion ligado ao 
íon Ca2+ seja colorido. 
Os ensaios de chama de sais de cálcio produzem uma chama de coloração vermelho - tijolo. 
Bário 
O bário é o mais pesado de todos os quatro elementos que compõem o grupo IV de cátions, 
sendo que seus sais são muito tóxicos. 
Nos ensaios de chama os sais de bário apresentam chama de coloração verde. 
Estrôncio 
Devido a sua posição na tabela periódica, o estrôncio possui propriedades 
intermediárias entre as apresentadas pelo cálcio e pelo bário. A identificação de estrôncio 
também pode ser feita via ensaio de chama sendo que, nesse caso, obtém-se uma coloração 
vermelho - carmim. 
 
OBJETIVO 
 
O objetivo dessa aula prática é a separação e a identificação dos cátions do Grupo IV. A 
identificação desses cátions será a partir dos testes de chama. 
 
 
 
 
 
MATERIAIS E REAGENTES 
 
 
 
 
 
Reagentes: 
• Cloreto de bário 0,25 mol L-1 
• Cloreto de cálcio 0,50 mol L-1 
• Cloreto de estrôncio 0,25 mol L-1 
• Carbonato de amônio 0,5 mol L -1 
• Cromato de potássio 1,0 mol L -1 
• Oxalato de amônio 1,5 mol L -1 
• Ácido clorídrico 3,0 mol L -1 
• Ácido acético 3,0 mol L -1 
• Hidróxido de amônio 6,0 mol L -1 
• Sulfato de amônio 
 
 
 
 Materiais: 
• Espátula 
• Centrífuga 
• Fio de platina 
• Bico de Bünsen 
• Tubos de ensaio 
• Béquer 
• Banho-maria 
• Conta-gotas 
• Papel indicador 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROCEDIMENTO 
 
1. Foram adicionados a um tubo de ensaio dez gotas de Cloreto de bário 0,25 mol L-1, 
Cloreto de cálcio 0,50 mol L-1, Cloreto de estrôncio 0,25 mol L-1. Com papel indicador 
verificou-se o pH>7 e caso não estivesse, seria adicionado solução de NH4OH 6,0 mol 
L-1. 
2. Foi adicionado ao tubo de ensaio do passo anterior (NH4)2CO3 1,5 mol L-1, até total 
precipitação. Logo após, foi aquecido por 3 minutos no banho-maria e centrifugado 
por 3 minutos a 3000rpm logo em seguida. O sobrenadante restante deste passo foi 
descartado em um recipiente adequado. 
3. Ao precipitado do item anterior, foi adicionado ácido acético (H3CCOOH) 3,0 mol L-
1, e agitado com força até a total dissolução do precipitado. 
4. Foram adicionadas logo em seguida 15 gotas de K2CrO4 1,0 mol L-1 e aquecido em 
banho-maria por 5 minutos, depois centrifugado por mais 3 minutos a 3000 rpm. O 
sobrenadante foi transferido para outro tubo de ensaio com auxílio de conta gotas. 
5. Ao precipitado do item anterior, foi adicionado HCl 3,0 mol L-1 e agitado com força 
até total dissolução. Logo em seguida é feito o teste de chama para a identificação de 
chama verde do BaCl2. 
6. Ao sobrenadante do item 4, foi verificado se o pH>7 ainda era válido, e logo após foi 
adicionado (NH4)2CO3 1,5 mol L-1 até a precipitação total, aquecido em banho-maria 
e centrifugado por 3 minutos a 3000rpm. O sobrenadante restante foi descartado em 
um recipiente adequado. 
7. Ao precipitado do item anterior, foi adicionado ácido acético (H3CCOOH) 3,0 mol L-
1, sendo agitado vigorosamente, aquecido por 3 minutos em banho-maria. Logo após, 
foi adicionado uma ponta de espátula de (NH4)2CO3 até que houvesse formação de 
corpo de fundo. 
8. Ao item anterior, foi aquecido novamente por mais 3 minutos e centrifugado por 3 
minutos a 3000rpm, após essa etapa, o sobrenadante foi transferido a outro tubo de 
ensaio com auxílio de conta gotas. 
9. Ao precipitado do item anterior é submetido ao teste de chama para a confirmação do 
cátion, sendo evidenciado a chama de cor vermelho-carmim do SrSO4. 
10. Ao sobrenadante do item 8, foi adicionado 1,0 ml de (NH4)2C2O4 1,5 mol L-1 e 
aquecido até ebulição, logo após centrifugado por 3 minutos a 3000 rpm. 
11. O item anterior é submetido ao teste de chama para a confirmação do cátion, sendo 
evidenciado a chama de cor vermelha-amarelada do CaC2O4. 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
Os elementos 
pertencentes a 
este grupo 
precipitam como 
carbonatos em 
meio amoniacal. 
O precipitado 
branco pode conter bário, estrôncio e/ou cálcio. Redissolver o precipitado com ácido acético 
ou clorídrico diluído. 
 
 
 
 
 
Referência da imagem:.: O Mundo da Química | Marcha de Cátions - Grupo IV (Bário, Estrôncio e Cálcio) :. (omundodaquimica.com.br) 
 
https://www.omundodaquimica.com.br/academica/cations_grupo4
 
 
Identificação do Bário por precipitação 
 
Interferentes: não há interferentes 
A adição de solução de acetato de amônio e dicromato de potássio (ou cromato) leva à 
formação de precipitado amarelo, confirmando a presença de bário. 
 
 
Diferentemente de seu teste de chama, o Bário pode ser identificado em uma 
precipitação com dicromato de potássio formando um precipitado de cor amarela. 
(Sua cor no teste de chama é verde já que está na forma de BaCl2). 
Identificação do estrôncio por precipitação 
Interferentes: Cálcio 
A adição de sulfato de amônio gera um precipitado branco. Tanto o sulfato de cálcio 
quanto o de estrôncio precipitam nas condições de análise, entretanto o sulfato de 
estrôncio é 100 vezes menos solúvel. A adição em banho-maria ajuda a evitar a 
precipitação do sulfato de cálcio que, se estiver presente, fica suspenso enquanto o 
sulfato de estrôncio precipita completamente, confirmando sua presença. O 
sobrenadante deve ser utilizado na confirmação de cálcio. 
 
 
 
Diferentemente 
de seu teste de 
chama, o 
estrôncio pode 
ser identificado 
em uma 
precipitação de 
sua forma com 
carbonato 
(SrCO3), para 
sulfato de 
estrôncio 
(SrSO4), 
formando um precipitado de cor branca. (Sua cor no teste de chama é vermelho-carmim na 
mesma forma de SrSO4). 
 
 
Identificação do Cálcio por precipitação 
 
Interferentes: não há interferentes 
Ao filtrado esbranquiçado adicionar solução de oxalato de amônio com hidróxido de amônio 
diluído. Precipitado branco confirma presença de cálcio. 
 
 
 
Diferentemente de 
seu teste de chama, o cálcio pode ser identificado em uma precipitação com oxalato de 
amônio com hidróxido de amônio diluído, formando precipitado de cor branca. (Sua cor no 
teste de chama é vermelho-amarelada na mesma forma de CaC2O4). 
 
Conclusão 
 
Com esse experimento dos cátions do grupo IV, foi possível a marcha analítica ser executada 
em laboratório, atingindo os devidos objetivos tanto de precipitações como de identificações 
dos cátions abordados nesse grupo (Ca2+, Ba2+, Sr2+), sendo possível a observação e 
acompanhamento de todas etapas do roteiro de prática em aula, desse modo completando o 
que foi requerido dessa prática tanto em aula com em relatório.