Marcha Analítica

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1) (9,0 pontos) Cátions do Grupo I
a) Os cátions estudados no Grupo I são: Ag+, Pb2+ e Hg22+. Para realização dos testes
de precipitação com esses sais é necessário o preparo prévio de soluções. Quais
sais destes íons poderiam ser usados para o preparo dessas soluções?
Para realizar os testes de precipitação, podem ser utilizados as seguintes soluções:
● Pb(NO3)2 ou Pb(C2H3O2)2, ambas fontes de íons chumbo 2+.
● Hg(NO3)2, fonte de íons mercúrio 1+.
● Ag(NO3), fonte de íons prata 1+.
b) Escreva as equações das reações dos cátions Ag+ e Pb2+ com seu reagente de
grupo.
O ácido clorídrico é utilizado como reagente do grupo I, o que leva a formação de cloretos
insolúveis:
● Pb2+ + 2Cl- → PbCl22+(s) - Precipitado branco
● Ag+ + Cl- → AgCl(s) - Precipitado branco
c) Escreva a reação de precipitação de identificação do Pb2+
Dos precipitados formados após a adição de HCl, o PbCl2 é o mais solúvel em relação
aos outros cloretos (AgCl e Hg2Cl2). Assim, o precipitado deve ser lavado com água
quente.
PbCl2(s) ⇆ Pb2+(aq) + 2Cl-(aq)
Na etapa de identificação do Pb2+, adiciona-se uma gota de ácido acético para eliminar
qualquer interferência que possa existir na solução e, em seguida, adiciona-se cromato de
potássio, levando a formação de um precipitado amarelo insolúvel, o cromato de chumbo
II.
Pb2+ + CrO42- → PbCrO4(s)
Outra forma de identificação também poderia ser feita utilizando uma solução de iodeto
de potássio, levando a formação do precipitado amarelo de iodeto de chumbo.
Pb2+ + 2I- → PbI2(s)
2) (9,0 pontos) Cátions do Grupo II
a) Qual o reagente de grupo do Grupo II?
O reagente do grupo é a tioacetamida, que por meio de sua hidrólise fornece H2S em
solução formando os precipitados.
H2S(g) ⇆ S2- + 2H+
b) Explique o que acontece na primeira etapa do subgrupo IIA
Após a precipitação dos sulfetos, o grupo pode ser dividido entre dois subgrupos :
● Subgrupo II-A : Bi3+, Cd2+, Cu2+ e Hg2+ (insolúveis em (NH4)2Sx)
● Subgrupo II-B Sn2+, Sn4+, Sb3+, Sb5+, As3+ e As5+(solúveis em (NH4)2Sx)
A primeira etapa do tratamento do subgrupo IIA consiste na adição de HNO3. diluído. A
adição de algumas gotas de ácido leva à precipitação do sulfeto de mercúrio, enquanto os
outros cátions ainda se encontram solúveis.
3HgS + 4NO3- + H+ → Hg(NO3) + 2HgS + 2NO2 + 3S + 4H2O
ppt branco ppt preto
3PbS + 2NO3- + H+ → 3Pb2+ + 3S + 2NO + 4H2O
3CuS +2NO3- + 8H+ → 3Cu2+ + 3S + 2NO + 4H2O
Bi2S3 + 2NO3- + 8H+ → 2Bi3+ + 3S + 2NO + 4H2O
3CdS + 2NO3- + 8H+ → 3Cd2+ + 3S + 2NO + 4H2O
Solubilizados
3) (9,0 pontos) Cátions do Grupo III
a) Os cátions do Grupo III são subdivididos em 2 grupos. Explique a diferença entre
esses grupos.
Os cátions do grupo III são, tradicionalmente, divididos em 2 subgrupos: Grupo IIIA
ou subgrupo do ferro e o grupo IIIB ou subgrupo do zinco. Essa divisão é baseada na
formação de hidróxidos pela solução de amônia, na presença de um excesso de cloreto
de amônio. Os cátions do grupo IIIA (formado pelo Fe(II), Fe(III), Cr(III) e Al(III) ) formam
hidróxidos em solução de amônia, na presença de um excesso de cloreto de amônio.
Já o grupo IIIB (formado por Co (II), Ni(II), Mn (II) e Zn(II)) não formam precipitados
com solução de amônia e excesso de cloreto de amônio. A presença de grande
quantidade de NH4Cl desloca o equilíbrio da amônia para a esquerda, pelo o efeito do íon
comum, diminuindo, assim, a concentração de íon OH- no meio e, portanto, o Kps dos
respectivos hidróxidos não são alcançados.
b) Escreva a reação de identificação do Fe3+
Uma proposta de identificação do Fe3+ seria primeiro realizar sua separação. Assim
adicionar, à uma solução contendo íons Fe3+, ácido clorídrico (HCl) e uma solução de
amônia, formando uma solução tampão e provocando a precipitação do hidróxido de ferro
(III), pela reação:
Fe3+ + 3OH-* → Fe(OH)3
Para a identificação dos íons Fe3+, pode-se adicionar a esse precipitação uma solução de
HCl, para dissolver o precipitado, e em seguida acrescentar tiocianato de amônio
(NH4SCN) levando a formação do complexo tiocianato de ferro (Fe(SCN)3), pela seguinte
reação:
Fe3+ + 3 SCN- → Fe(SCN)3
c) De qual forma o cromo é identificado nesse grupo?
Para a sua separação, em uma solução contendo íons Cr3+, adicionar ácido clorídrico
(HCl) e uma solução de amônia, formando uma solução tampão e provocando a
precipitação do hidróxido de cromo (III), pela reação:
Cr3+ + 3OH-* → Cr(OH)3
Considerando que nesta solução foram adicionados hidróxido de sódio (NaOH) para a
separação de outro íon, adiciona-se peróxido de hidrogênio (H2O2) para neutralizar o
meio. Os íons tetrahidroxocromato (III) são oxidados a íon cromato, após acidificar a
solução com ácido acético e adicionar solução de cloreto de bário, forma-se um
precipitado amarelo de cromato de bário.
Cr(OH)3 (s) + OH- → [Cr(OH)4]-
2[Cr(OH)4]- + 3H2O2 + 2OH- → 2CrO42- + 8H2O
Ba2+ + CrO42- → BaCrO4(s)
4) (9,0 pontos) Cátions do Grupo IV
a) Quais sais de Ba2+, Ca2+ e Sr2+ poderiam ser usados para preparo das soluções
desses íons a fim de se iniciar uma marcha analítica do Grupo IV?
Poderiam ser utilizados os seguintes sais:
● BaCl2.2H2O ou Ba(NO3)2
● SrCl2.6H2O ou Sr(NO3)2
● CaCl2.6H2O
b) Cite uma substância que poderia ser usada como reagente de grupo do Grupo IV.
Como reagente para o grupo IV, pode ser utilizado (NH4)2CO3 (carbonato de amônio) e deve
ser usado em meio neutro ou ligeiramente alcalino. Os precipitados brancos formados com o
reagente do grupo são: carbonato de bário BaCO3, carbonato de estrôncio SrCO3 e carbonato
de cálcio CaCO3.
5) (9,0 pontos) Cátions do Grupo V
a) Além da precipitação, qual outra forma de identificação do cátion Na+?
O teste de chama é uma alternativa para identificação do cátion sódio. Segundo a
literatura consultada, o teste de chama para o sódio resulta em uma coloração
amarelo-ouro persistente, causada pela emissão de luz de comprimento de onda entre
589,0 e 589,6 nm. O teste é realizado no bico de Bunsen e baseia-se na premissa que
alguns elétrons localizados na camada de valência absorvem a energia fornecida, e
passam para um nível mais elevado, produzindo o chamado ‘estado excitado’. Quando o
elétron retorna ao estado fundamental, emite uma quantidade de energia radiante que é
igual à absorvida anteriormente, e este comprimento de onda é característico de cada
elemento.
O teste de chama do cátion sódio é altamente sensível e permite detectar concentrações
de Na+ tão baixas como 1 g/mL ( < 5.10 -5 mol/l).
Observação: O teste de chama não deverá ser utilizado como único e conclusivo para
identificação de íons. Sua aplicação é válida para complementar o teste de precipitação.
b) Escreva a reação que permite a identificação do íon NH4+. Explique porque ocorre a
mudança de cor do papel de tornassol.
Diante da literatura consultada, o íon NH₄⁺ pode ser encontrado de duas maneiras
diferentes. A primeira reação é com o complexo de cobaltonitrito de sódio que ao reagir
com o cátion amônio ocorre a formação de um precipitado de coloração amarela,segue a
reação a seguir:
3 NH₄+ + [Co(NO₂)₆] ³⁻ ↔ (NH₄)₃[Co(NO₂)₆](s)
Para fazer o teste, utilizou-se uma solução de cloreto de amônio. Dessa maneira, a outra
forma de observar a presença do íon amônio é a utilização de uma reação com excesso
de uma base forte, por exemplo o hidróxido de sódio (NaOH). A reação envolvida neste
teste pode ser expressa pela seguinte equação:
NH₄+ + OH⁻ ↔ NH₃ + H₂O
Quando ocorre o aquecimento da reação do cloreto de amônio com a base, o tornassol
vermelho fica azul pelo desprendimento de NH3, ou seja, o papel tornassol vermelho em
contato com uma base, muda da cor vermelha para a azul.