Química IV - AVE5 - Introdução à Marcha Sistemática de Separação e Classificação de Cátions

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO 
Fundação CECIERJ/Consórcio CEDERJ 
 
Licenciatura em Química 
 
 
 
Química IV 
 
 
 
AVE 5 – INTRODUÇÃO À MARCHA SISTEMÁTICA 
DE SEPARAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DE CÁTIONS EM GRUPOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Professor: Fabio Marques de Oliveira 
Aluno: Roberto Ricardo Rangel 
Matrícula: 19214070100 
 
 
Nova Iguaçu – RJ 
2021.2 
 
 
1 
 
 
1 – INTRODUÇÃO 
 
1.1 – HISTÓRICO DA ANÁLISE QUALITATIVA 
 
 Historicamente, o desenvolvimento da análise qualitativa esteve relacionado à ênfase 
que era dada à análise de minerais e à determinação de suas composições; na chamada 
análise seca de onde evoluíram das técnicas tradicionais dos ensaios metalúrgicos [DE 
ABREU et al., 2006]. Mas foi partir do século 17, com a evolução das técnicas de análise em 
solução ou análise úmida, tanto qualitativa quanto quantitativa, partiu do interesse que 
existiam nas propriedades medicinais de certas águas minerais. Nessa época era comum o 
uso de corantes vegetais para se detectar ácidos, compostos de cobre para amônia etc. Mas 
somente no final do século 18 que ocorreu uma tentativa de se coletar e avaliar 
sistematicamente os testes conhecidos até então, pelo químico sueco Torbern Bergman 
(1779). Ele revisou em detalhes a preparação de 23 diferentes soluções aquosas que eram 
comumente usadas na análise de água, as denominando como precipitantes, que em 1974 
numa tradução para o inglês foram chamadas de reagentes [JENSEN, 2017]. 
 Havia muita confusão em relação aos termos que eram usados para definir as 
soluções e os procedimentos, existiam muitos teste específicos para metais etc. Mas pouco 
consenso para combiná-los em uma sistemática analítica única até a introdução dos 
reagentes de grupo; o que permitia ao analista separar os metais numa mistura complexa 
através de ensaios executados em uma determinada ordem. O primeiro passo significativo 
nessa direção foi dado pelo químico alemão Heinrich Rose (1829) que foi resumido por Carl 
Remigius Fresenius (1841), considerado o pai da análise qualitativa, para que fosse ensinado 
em um curso introdutório em análise inorgânica qualitativa [JENSEN, 2017]. 
 
Figura 1 – 
 
Legenda: A) Torbern Bergmann (1735–1784); B) Heinrich Rose (1795–1864) e C) Carl Remigius Fresenius (1818–1897). 
Fonte: JENSEN (2017). 
A C B
/ 
2 
 
 
 
1.2 – CLASSIFICAÇÃO ANALÍTICA DOS CÁTIONS 
 
O sistema de Fresenius dividiu os cátions (ou óxidos metálicos, como eram chamados 
na teoria dualística de Berzelius) em seis grupos. Desta forma, foram classificados como 
pertencentes ao mesmo grupo os cátions que se comportam da mesma maneira (precipitam 
ou, menos frequentemente, se dissolvem) na presença de um determinado reagente em 
condições experimentais específicas. Usando como reagente básico o sulfeto de hidrogênio 
(H2S) e como a propriedade determinante o comportamento dos vários sulfetos metálicos em 
diferentes situações; obteve-se o seguinte: 
 Grupo 1: ambos os sulfetos e carbonatos são solúveis (sódio, potássio e amônio). 
 Grupo 2: metais cujos sulfetos são solúveis e precipitados com carbonatos e fosfatos alcalinos 
(bário, estrôncio, cálcio e magnésio). 
 Grupo 3: metais cujos sulfetos são solúveis e cujos hidróxidos são precipitáveis com sulfeto 
de amônio (alumínio e cromo). 
 Grupo 4: metais cujos sulfetos são precipitáveis apenas em solução alcalina ou neutra (zinco, 
manganês, níquel, cobalto e ferro +3 e +2). 
 Grupo 5: ouro, platina, antimônio, estanho (+4, +2), arsênio (+3, +5), cujos sulfetos são 
solúveis em sulfeto de amônio. 
 Grupo 6: metais que formam precipitado com H2S em solução ácida ou alcalina: mercúrio (+1, 
+2), chumbo, bismuto, prata, cobre e cádmio. Prata, mercúrio (+1) e chumbo são precipitados 
com ácido clorídrico. 
 
Esta classificação tem muita correspondência com a atual, excetuando-se que pelo 
fusão dos grupos 4 e 3 e a inversão na numeração foi invertida. O método de Fresenius era 
simples, de fácil aprendizado e empregava um número relativamente pequeno de reagentes. 
Além da separação em grupos, por meio de outros reagentes adequados, era capaz de dividir 
cada desses grupos em seus elementos individuais [ENCYCLOPEDIA.COM, 2021]. 
 
Tabela 1 – Comparação dos grupos e reagentes usados por Rose e Fresenius com os usados por 
Sorum. 
Reagente de Grupo Rose (1829) e Frasenius (1841) Sorum (1960) 
HCl Ag, Hg, Pb Ag, Hg, Pb 
H2S Au, Pt, (Hg), (Pb), Bi, Cu, Cd, As, Sb, Sn (Hg), (Pb), Bi, Cu, Cd, As, Sb, Sn 
(NH4)2S Fe, Al, Cr, Co, Ni, Mn, Zn Fe, Al, Cr, Co, Ni, Mn, Zn 
(NH4)2CO3 Sr, Ba, Ca Ba, Ca 
Nenhum Mg, Na, K, NH4 Mg, Na, K, NH4 
Fonte: JENSEN (2017) 
3 
 
 
 
A sequência de classificação dos cátions de Fresenius é baseada na complexidade 
crescente das reações dos cátions estudados ao longo do grupo, começando pelos metais 
alcalinos e terminando com o grupo da prata. Mas autores como Vogel (1981), Moeller e 
O’Connor (1972) e Curtman (1959) adotaram a mesma classificação, porém como 
supracitado, com uma sequência inversa à proposta por Fresenius [DE ABREU et al., 2006]. 
A análise inorgânica qualitativa envolve muitas reações em que são envolvidas a formação 
de precipitados, sejam estes cristalinos ou coloidais, cujas diferenças de solubilidade são 
fundamentais para sua separação na marcha analítica [VOGEL, 1981]. Estas marchas 
analíticas para análises sistemáticas dos cátions consistem basicamente em uma 
sequência de procedimentos em via úmida (precipitações seletivas) ou via seca (teste de 
chama) que visam separar os íons interferentes até obtenção, apenas da espécie de interesse 
cuja presença pode ser confirmada por meio de um teste específico para esta [ANDRADE, 
2009]. 
 
Figura 2 – Fluxograma marcha analítica 
 
 
Fonte: Adaptado de VOGEL (1981) 
 
GRUPO V 
GRUPOS 
IV e V 
GRUPO III 
Al(OH)3, Cr(OH)3, Fe(OH)3, 
MnS, CoS, NiS, ZnS 
GRUPOS 
III, IV e V 
GRUPO II 
HgS, CuS, CdS, Bi2S3, 
PbS, As2S3, Sb2S3, SnS2, ... 
ÍONS EM 
SOLUÇÃO 
GRUPO I 
AgCl, PbCl2, Hg2Cl2 
GRUPOS 
II, III, IV e V 
GRUPO IV 
BaCO3, SrCO3, CaCO3 
HCl 6 molL–1 
H2S em meio ácido ajustado 
(NH4)2S em meio neutro ou amoniacal 
tamponado 
(NH4)2CO3 1 molL–1 
precipitado sobrenadante 
precipitado sobrenadante 
precipitado sobrenadante 
precipitado sobrenadante 
4 
 
 
1.3 – EQUILÍBRIO DE PRECIPITAÇÃO (OU DE SOLUBILIDADE) 
 
Uma vez que o procedimento usado para separar e identificar cátions metálicos mais 
comuns presentes em uma mistura relativamente complexa de íons contidos em uma única 
solução consiste em precipitar seletivamente apenas alguns tipos de íons metálicos por vez, 
sob determinados conjuntos de condições; a constante do produto de solubilidade (Kps) é um 
parâmetro muito útil para calcular a solubilidade em água de compostos moderadamente 
solúveis sob várias condições. Essa constante apresenta uma multiplicação ponderada dos 
íons envolvidos na solubilidade do composto (Quadro 1) e pode ser determinada por medição 
direta ou calculada a partir das energias de formação de Gibbs padrão (ΔfG°) das espécies 
envolvidas em seus estados padrão: 
 
MmAn (s) ⇌ mM+ (aq) + nA– (aq) Kps = [M+]m·[A–]n 
 
Onde MmAn é a substância pouco solúvel e M+ e A– são os íons produzidos em solução pela 
dissociação de MmAn [HAYNES, 2014]. 
 
Quadro 1 – Expressões para o Kps 
Fórmula do 
sólido 
Expressão para o Kps 
Em termos de concentração Em termos de solubilidade (s) 
AB 
[A+].[B–] 
[A2+].[B2–] 
[A3+].[B3–] 
s2 
s2 
s2 
A2B [A+]2.[B2–] [2s]2.[s] = 4s3 
AB2 [A2+].[B-]2 [s].[2s]2 = 4s3 
A3B [A+]3.[B3–] [3s]3.[s] = 27s4 
AB3 [A3+].[B–]3 [s].[3s]3 = 27s4 
A2B3 [A3+]2.[B2-]3 [2s]2.[3s]3 = 4s2.27s3 = 108s5 
A3B2 [A2+]3.[B3–]2 [3s]3. [2s]² = 27s3.4s2 = 108s5 
Fonte: Guarda (2019) apud Filho (2016). 
 
Então temos a expressão para a mudança de energia de Gibbs e a equação para o 
cálculo do produto de solubilidade [HAYNES, 2014]: 
 
ΔG° = m ΔfG°(M+, aq) + n ΔfG° (A–, aq) – ΔfG° (MmAn, s) 
ln 𝐾 =
−∆G°
RT
 
 
5 
 
 
Estes valores são facilmente encontrados em apêndices de livros de química analítica 
e podem ajudar a prever a solubilidade dos compostos a uma determinada temperatura 
[GUARDA, 2019]. Mas a formulação acima não é muito conveniente para o tratamento de 
sulfetos porque o íon S–2 geralmente não está presente em concentrações significativas; 
devido à reação de hidrólise: 
 
S-2(aq) + H2O(l) ⇌ HS–(aq) + OH–(aq) 
 
que é fortemente deslocada para a direita, exceto em soluções muito básicas. Além disso, a 
constante de equilíbrio para esta reação, que depende da segunda constante de ionização de 
H2S, é pouco conhecida. Portanto, é mais útil no caso de sulfetos definir um produto de 
solubilidade diferente Kpsa com base na reação [HAYNES, 2014]: 
 
MmSn(s) + 2H+ ⇌ mM+ + nH2S (aq) 
 
 
2 – OBJETIVOS 
 
Compreender as etapas de uma marcha analítica de cátions, os princípios químicos 
em que se baseiam os processos de precipitação fracionada usados para separá-los e 
classificá-los, além de tomar conhecimento das reações específicas de identificação destes 
cátions. 
 
 
3 – MATERIAIS E REAGENTES 
 
3.1 – MATERIAIS 
 Bastão de vidro; 
 Cadinho; 
 Centrífuga; 
 Espátula; 
 Fita de pH; 
 Pipeta Pasteur; 
 Papel de tornassol; 
 Tubos de ensaio; 
 Vidro de relógio. 
6 
 
 
 
3.2 – REAGENTES 
 Acetato de amônio (CH3COONH4); 
 Ácido acético (CH3COOH) 6 molL–1; 
 Ácido clorídrico (HCl) 6 molL–1; 
 Ácido nítrico (HNO3) 6 molL–1; 
 Água destilada (H2O); 
 Amônia (NH3) 15 molL–1; 
 Cloreto de amônio (NH4Cl); 
 Cloreto de estanho (SnCl2); 
 Cromato de Potássio (K2CrO4); 
 Ditionito de sódio (Na2S2O4); 
 Estanito de sódio (SnCl2+NaOH); 
 Hidróxido de potássio (KOH); 
 Hidróxido de sódio (NaOH); 
 Nitrato de amônio (NH4NO3); 
 Sulfato de amônio ((NH4)2SO4) 1 mol/L; 
 Tiocetamida (C2H5NS) 13%. 
 
 
4 – PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
 Segundo o recurso audiovisual disponibilizado, procedeu-se com a separação dos 
cátions contidos em uma solução-mãe em grupos conforme o fluxograma apresentado na 
figura 2 (página 3). As etapas consistem em precipitações dos grupos, cada qual com seu 
regente e condições específicas, em que entre cada uma destas precipitações faz-se a 
separação do precipitado formado do líquido sobrenadante por centrifugação e decantação e, 
este último segue para próxima precipitação de grupo. Depois cada grupo de cátions é 
separado em seus componentes e são realizados testes de identificação ou confirmação de 
sua presença com reagentes específicos para cada cátion. 
 
 
4.1 – CÁTIONS DO GRUPO I 
 
 Os cátions do primeiro grupo (Quadro 2) foram separados da solução pela precipitação 
com HCl 6 mol.L–1, com quem formam cloretos insolúveis (a exceção do PbCl2 que é 
7 
 
 
parcialmente solúvel). A solução é centrifugada e o sobrenadante reservado para análises de 
outros grupos de cátions. 
Quadro 2 – Cátions do grupo I 
Reagente 
precipitante 
Cátion Comportamento com o reativo Kps 
HCl 6 mol.L–1 
Prata 
Ag+(aq) + Cl–(aq)  AgCl(s) 
Precipitado branco 
1,510–10 
Chumbo 
Pb+2(aq) + 2Cl–(aq)  PbCl2(s) 
Precipitado branco muito solúvel 
2,410–4 
Mercúrio (I) 
Hg2+2(aq) + 2Cl–(aq)  Hg2Cl2(s) 
Precipitado branco 
1,210–28 
Fonte: Adaptado de VOGEL (1981) 
 
 O precipitado branco é lavado com água quente para aumentar a solubilidade do PbCl2 
e proporcionar sua remoção junto com o líquido sobrenadante, após nova centrifugação. A 
este foi adicionado algumas gotas de CH3COOH para eliminação de interferente e a presença 
de chumbo foi confirmada com a formação de precipitado amarelo após adição de algumas 
gotas de uma solução de K2CrO4: 
 
Pb2+(aq) + CrO42–(aq)  PbCrO4(s) Kps = 1,810–14 
 
 Ao precipitado restante foi adicionada solução NH3 15 molL–1 para solubilização da 
prata pela formação do complexo diaminprata e, da mesma forma anterior, o sobrenadante é 
separado do precipitado escuro formado e tem a presença de prata confirmada pela formação 
de precipitado devido a acidificação do meio com o HNO3 6 mol.L–1: 
 
AgCl(s) + 2NH3(aq) ⇌ [Ag(NH3)2]+(aq) + Cl–(aq) 
[Ag(NH3)2]+(aq) + Cl–(aq) + 2H+(aq)  AgCl(s) + 2NH4+(aq) 
 
O precipitado escuro é formado por um precipitado preto (Hg0) e outro branco (Hg(NH2)Cl), 
confirmando a presença do mercúrio: 
 
Hg2Cl2(s) + 2NH3(aq)  Hg0(s) + Hg(NH2)Cl(s) + NH4+(aq) + Cl–(aq) 
 
 
4.2 – CÁTIONS DO GRUPO II 
 
O grupo II (Quadro 3) compreende cátions que precipitam como sulfetos por reação 
com H2S em meio ácido, por esta razão fora adicionado ácido clorídrico (HCl) e tiocetamida 
8 
 
 
(CH3CSNH2) cuja hidrólise serviu como fonte de sulfeto ao tubo de ensaio contendo a solução 
mãe resultante da separação do grupo I. 
 
CH3 C
NH2
S
OH2 CH3 C
NH2
O
SH2+ +
 
 
Os cátions do grupo II são tradicionalmente divididos em dois subgrupos: o subgrupo 
do cobre e do arsênio. Esta divisão é baseada na solubilidade dos precipitados de sulfetos 
em polissulfeto de amônio; enquanto os sulfetos do subgrupo do cobre são insolúveis nesse 
reagente, os do subgrupo do arsênio dissolvem-se com formação de tiossais [VOGEL, 1981]. 
 
Quadro – Cátions do grupo II 
Reagente 
precipitante 
Cátion Comportamento com o reativo Kps 
Grupo IIA (ou subgrupo do cobre): formam sulfetos insolúveis na presença de polissulfetos de amônio e KOH. 
H2S 
Cobre 
Cu+2(aq) + H2S(aq)  CuS(s) + 2H+(aq) 
Precipitado preto 
1,010–44 
Chumbo* 
Pb+2(aq) + H2S(aq)  PbS(s) + 2H+(aq) 
Precipitado preto 
5,010–29 
Cádmio 
Cd+2(aq) + H2S(aq)  CdS(s) + 2H+(aq) 
Precipitado amarelo 
1,410–28 
Mercúrio (II) 
Hg+2(aq) + H2S(aq)  HgS(s) + 2H+(aq) 
Precipitado preto 
4,010–54 
Bismuto 
2Bi+3(aq) + 3H2S(aq)  Bi2S3(s) + 6H+(aq) 
Precipitado marrom 
1,610–72 
Grupo IIB (ou subgrupo do arsênio): formam sulfetos solúveis na presença de polissulfetos de amônio e KOH. 
H2S 
Arsênio (III) 
2As+3(aq) + 3H2S(aq)  As2S3(s) + 6H+(aq) 
Precipitado amarelo 
2,110–22 
Arsênio (V) 
2As+5(aq) + 5H2S(aq)  As2S5(s) + 10H+(aq) 
Precipitado amarelo 
5,810–25 
Antimônio (III) 
2Sb+3(aq) + 3H2S(aq)  Sb2S3(s) + 6H+(aq) 
Precipitado vermelho alaranjado 
5,010–27 
Antimônio (V) 
2Sb+5(aq) + 5H2S(aq)  Sb2S5(s) + 10H+(aq) 
Precipitado vermelho alaranjado 
5,010–30 
Estanho (II) 
Sn+2(aq) + H2S(aq)  SnS(s) + 2H+(aq) 
Precipitado marrom 
1,510–10 
Estanho (IV) 
Sn+4(aq) + 2H2S(aq)  SnS2(s) + 4H+(aq) 
Precipitado amarelo 
<10–60 
Legenda: *Embora pertencente ao grupo I, devido a sua grande solubilidade do PbCl2, uma parte do chumbo pode seguir como 
sobrenadante. Fonte: Adaptado de VOGEL (1981) 
 
Após a adição de HCl e CH3CSNH2 ao sobrenadante, observou-se uma leve turvação; 
que após leve aquecimento e centrifugação originou um precipitado escuro constituído por 
9 
 
 
uma mistura dos sulfetos do grupo IIA e grupo IIB (Figura 3). Em seguida realizou-se uma 
centrifugação para separar o sólido do líquido sobrenadante, que será reservado para análise 
do próximo grupo. Ao precipitado foi adicionado solução de KOH para solubilizar o grupo IIB, 
restando no precipitado os cátions do grupo IIA, e em seguida o sobrenadante foi separado 
do sólido. Ao precipitado foi adicionado HNO3 diluído e aqueceu-se levemente para que todos 
os cátions, com exceção do mercúrio, fossem solubilizados: 
 
3CdS(s) + 8HNO3(aq) 
 ∆ 
⎯⎯ 3Cd2+(aq) + 6NO3–(aq) + 3S(s) + 2NO(g) + 4H2O(l) 
3CuS(s) + 8HNO3(aq) 
 ∆ 
⎯⎯ 3Cu2+(aq) + 6NO3–(aq) + 3S(s) + 2NO(g) + 4H2O(l) 
Bi2S3(s) + 8HNO3(aq) 
 ∆ 
⎯⎯ 2Bi3+(aq) + 6NO3–(aq) + 3S(s) + 2NO(g) + 4H2O(l) 
3PbS(s) + 8HNO3(aq) 
 ∆ 
⎯⎯ 3Pb2+(aq) + 6NO3–(aq) + 3S(s) + 2NO(g) + 4H2O(l) 
 
Figura 3 – Esquema de separação da mistura de cátions do grupo II 
 
 
Separação e identificação do mercúrio: 
3HgS(s) + 4NO3–(aq) + 12Cl–(aq) + 8H+(aq)  3HgCl42–(aq) + 3S(s) + 4NO2(g) + 4H2O(l) 
6HgCl42–(aq)+ 4Sn2+(aq) ⇌ 3Hg2Cl2(s) + 4SnCl42–(aq) 
IIIA IIIB 
10 
 
 
Hg2Cl2(s) + Sn2+(aq) + 2Cl–(aq) ⇌ 2Hg(s) + SnCl42–(aq) 
 
Separação e identificação do chumbo: 
Pb2+(aq) + SO42–(aq)  PbSO42–(s) Kps = 2,210-8 
PbSO42–(s) + 3CH3COO–(aq) ⇌ Pb(CH3COO)3–(aq) + SO42–(aq) 
Pb(CH3COO)3–(aq) + CrO42–(aq)  PbCrO4(s) + 3CH3COO–(aq) 
 
Separação e identificação do bismuto: 
Cu2+(aq) + 6NH3(aq) + 2H2O(l) ⇌ [Cu(NH3)4]2+(aq) + 2NH4+(aq) + 2OH–(aq) 
Cd2+(aq) + 6NH3(aq) + 2H2O(l) ⇌ [Cd(NH3)4]2+(aq) + 2NH4+(aq) + 2OH–(aq) 
Bi3+(aq) + 3NH4OH(aq) ⇌ Bi(OH)3(s) + 3NH4+(aq) 
2Bi(OH)3(s) + 3[Sn(OH)4]2–(aq)  2Bi(s) + 3[Sn(OH)6]2–(aq) 
 
Separação e identificação do cobre e cádmio: 
[Cu(NH3)4]2+(aq) + S2O42–(aq) + 2H2O(l)  Cu(s) + 2SO32–(aq) + 4NH4+(aq) 
[Cd(NH3)4]2+(aq) + H2S(aq) + 2H+(aq)  CdS(s) + 4NH4+(aq) 
 
 
4.3 – CÁTIONS DO GRUPO III 
 
Os cátions pertencentes a este grupo formam hidróxidos e sulfetos insolúveis em 
solução (Quadro 4), sendo o reagente precipitante deste grupo o ácido sulfídrico (H2S) em 
meio de hidróxido de amônio (NH4OH) e cloreto de amônio (NH4Cl.) Assim como o grupo II, 
temos uma divisão baseada na solubilidade dos precipitados formados com o regente de 
grupo [GUARDA, 2019]: 
 Grupo IIIA (ou subgrupo do ferro): os cátions (Al3+, Cr3+ e Fe3+) deste subgrupo formam 
hidróxidos insolúveis na presença de hidróxido de amônio (NH4OH) e cloreto de 
amônio (NH4Cl). 
 Grupo IIB (ou subgrupo do zinco): os cátions (Mn2+, Co2+, Ni2+ e Zn2+) formam sulfetos 
solúveis na presença de Na2S em meio de hidróxido de amônio (NH4OH) e cloreto de 
amônio (NH4Cl). 
 
Baccan (1995) propôs uma rota diferente para separação dos subgrupos do grupo III, 
onde o grupo IIIA é precipitado em meio amoniacal não tão básico e posteriormente o grupo 
IIIB com tioacetamida (Figura 2) e existem mais abordagens desta separação (Figura 4). As 
demais separações e reações de identificação são idênticas. 
11 
 
 
Figura 3 – Esquema de separação da mistura de cátions do grupo III (Baccan, 1995) 
 
 
Fonte: DANTAS et al. (2011) 
 
Quadro 4 – Cátions do grupo III 
Reagente 
precipitante 
Cátion Comportamento com o reativo Kps 
Grupo IIIA (ou subgrupo do ferro): formam hidróxidos insolúveis na presença de NH4OH e NH4Cl. 
H2S em meio 
de hidróxido de 
amônio e 
cloreto de 
amônio 
Alumínio 
Al+3(aq) + 3NH3(aq) + H2O(l)  Al(OH)3(s) + 3NH4+(aq) 
Precipitado branco 
8,510–23 
Cromo 
Cr+3(aq) + 3NH3(aq) + H2O(l)  Cr(OH)3(s) + 3NH4+(aq) 
Precipitado cinza esverdeado 
2,910–29 
Ferro 
Fe+3(aq) + 3NH3(aq) + H2O(l)  Fe(OH)3(s) + 3NH4+(aq) 
Precipitado marrom avermelhado 
3,810–38 
Grupo IIIB (ou subgrupo do zinco): sulfetos solúveis na presença de Na2S em meio de NH4OH e NH4Cl. 
H2S em meio 
de hidróxido de 
amônio e 
cloreto de 
amônio 
Manganes 
Mn+2(aq) + S–2(aq)  MnS(s) 
Precipitado rosa carne 
1,410–15 
Cobalto 
Co+2(aq) + S–2(aq)  CoS(s) 
Precipitado preto 
3,010–26 
Níquel 
Ni+2(aq) + S–2(aq)  NiS(s) 
Precipitado preto 
1,410–24 
Zinco 
Zn+2(aq) + S–2(aq)  ZnS(s) 
Precipitado branco 
1,010–23 
Fonte: Adaptado de VOGEL (1981) 
 
12 
 
 
Figura 4 – Esquema alternativo de separação da mistura de cátions do grupo III 
 
Legenda: Abordagem levando o anfoterismo dos hidróxidos do grupo III 
 
4.4 – CÁTIONS DO GRUPO IV E V 
 
Os cátions pertencentes ao grupo IV tem como reagente precipitante o carbonato de 
amônio, (NH4)CO3, com quem formam carbonatos insolúveis em solução (Quadro 5). E os 
cátions do grupo V, como não regem com os regentes de grupo demonstrados até aqui, estes 
ainda permanecem em solução do sobrenadante (Quadro 6). 
 
Quadro 5 – Cátions do grupo IV 
Reagente 
precipitante 
Cátion Comportamento com o reativo Kps 
Grupo IV: formam carbonatos insolúveis. 
(NH4)2CO3 1 molL–1 
Cálcio 
Ca2+(aq) + CO32–(aq)  CaCO3(s) 
Precipitado branco 
4,810–9 
Bário 
Ba2+(aq) + CO32–(aq)  BaCO3(s) 
Precipitado branco 
8,110–9 
Estrôncio 
Sr2+(aq) + CO32–(aq)  SrCO3(s) 
Precipitado branco 
1,610–9 
Fonte: Adaptado de VOGEL (1981) 
 
13 
 
 
 
Quadro 6 – Cátions do grupo V 
Reagente 
precipitante 
Cátion Comportamento com o reativo Kps 
Grupo V: não possui regente de gupo 
— Amônio Teste dos vapores com papel tornassol — 
(NH4)2CO3 1 molL–1 
 
Na2HPO4 em meio 
amoniacal 
Magnésio 
Mg2+(aq) + CO32–(aq)  MgCO3(s) 
Precipitado branco 
Mg2+(aq) + NH3 (aq) + HPO4–2(aq)  Mg(NH4)PO4(s) 
Precipitado branco 
1,610–5 
 
2,510–13 
Mg(UO2)(CH3COO)4 Sódio 
Na+(aq) + Mg2+(aq) + 3UO22+(aq) + 9CH3COO–(aq) 
 NaMg(UO2)3(CH3COO)9(s) 
Precipitado amarelo 
— 
Na3[Co(NO2)6] Potássio 
3K+(aq) + [Co(NO2)6]3–(aq)  K3[Co(NO2)6](s) 
 
— 
Fonte: Adaptado de VOGEL (1981) 
 
Após a precipitação dos cátions do grupo IV na forma de carbonatos insolúveis e 
posterior centrifugação; os outros cátions, pertencentes ao grupo V, estarão no solubilizados 
no sobrenadante (Figura 4). 
 
Figura 4 – Esquema de separação da mistura dos cátions do grupo IV e V 
 
 
 
14 
 
 
5 – CONCLUSÃO 
 
 A marcha analítica sistemática de separação e classificação de cátions consiste na 
elaboração de uma sucessão de reações de identificação de íons que deve seguir uma ordem 
estabelecida para que estes possam ser identificados com segurança. A classificação de 
alguns cátions em um ou outro grupo e algumas reações de separação e/ou identificação, 
podem variar de acordo com o autor, mas tendem a seguir as mesmas etapas. Os cátions 
podem ser separados em cinco grupos, sendo que os quatro primeiros possuem o que 
chamamos de reagente de grupo que é um reagente específico que proporciona uma 
precipitação seletiva e, consequentemente, uma separação dos demais íons daquele grupo 
para posterior identificação. 
 
 
6 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
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Pb). https://www.youtube.com/watch?v=dXLywjoiLmI [Acesso em: 1 nov. 2021]. 
 
CENTRAL DA QUÍMICA. Química Analítica - Análise do 2º Grupo de Cátions - Seção do 
Cobre (Hg, Pb, Bi, Cu, Cd). https://www.youtube.com/watch?v=kqSqbnnYWcs [Acesso em: 
1 nov. 2021]. 
 
CENTRAL DA QUÍMICA. Química Analítica - Análise do 2º Grupo de Cátions – 
Subdivisão. https://www.youtube.com/watch?v=2ispifBaJ_U [Acesso em: 1 nov. 2021]. 
 
DANTAS, JOSIVÂNIA M.; DA SILVA, MÁRCIA G. L. & FILHO, PEDRO F. S. Um estudo em 
química analítica e a identificação de cátions do grupo III. Educacíon Química, 22(1), 32-
37, 2011. 
 
DE ABREU, DANIELA G.; COSTA, CARLA R.; ASSIS MARILDA D. & IAMAMOTO, 
YASSUKO. Uma proposta para o ensino da química analítica qualitativa. Quim. Nova, 
Vol. 29, No. 6, 1381-1386, 2006. 
 
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Biography. (September 22, 2021). https://www.encyclopedia.com/science/dictionaries-
thesauruses-pictures-and-press-releases/fresenius-carl-remigius 
 
15 
 
 
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– UNIASSELVI. Indaial – SC, 2019. 
 
HAYNES, W. M.; LIDE, DAVID R. & BRUNO, THOMAS J. (Editors). Handbook of Chemistry 
and Physics, 97th Edition. CRC Press by Taylor & Francis Group, LLC. Boca Raton – FL, 
2014. 
 
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https://chem.libretexts.org/@go/page/24313 [Accessed November 1, 2021]. 
 
JENSEN, WILLIAM B. Remembering qualitative analysis – The 175th Anniversary of 
Fresenius’ Textbook: Part I. Educación Química. EQ-119 (2017). 
http://dx.doi.org/10.1016/j.eq.2017.05.003 [Accessed November 1, 2021].