Aula Reações de cations

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QÚIMICA ANALÍTICA QUALITATIVA
CURSO: FARMÁCIA
PROF.: LUIZ ARTUR KRAUSE
REAÇÕES DOS CÁTIONS
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CLASSIFICAÇÃO DOS CÁTIONS EM GRUPOS METÁLICOS.
Para fins de análise qualitativa, os cátions são classificados em cinco grupos, tomando-se por base sua peculiaridade a determinados reagentes, ou seja, os íons de comportamento análogo são reunidos dentro de um grupo.
Os reagentes usados para a classificação dos cátions mais comuns são o ácido clorídrico, o ácido sulfídrico (sulfeto de hidrogênio), o sulfeto de amônio e o carbonato de amônio.
A classificação baseia-se no modo como os cátions reagem a tais reagentes pela formação ou não de precipitados
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Seguem, abaixo, os cinco grupos de cátions e suas características principais:
a) Grupo I: os íons deste grupo são: chumbo (Pb2+), mercúrio (I) (Hg22+) e prata (Ag+). Todos precipitados são brancos.
Este é também chamado de Grupo do HCl ou Grupo dos cloretos insolúveis. Os cátions deste grupo formam precipitados com ácido clorídrico diluído.
b) Grupo II: Os íons deste grupo são: mercúrio (II) (Hg2+),cobre (Cu2+), bismuto (Bi3+), cádmio (Cd2+), chumbo (Pb2+), arsênio (III) (As3+), arsênio (V) (As5+), antimônio (III) (Sb3+), antimônio (V) (Sb5+), estanho (II) (Sn2+), estanho (III) (Sn3+) e estanho (IV) (Sn4+). Todos precipitados são pretos, exceto o CdS que é amarelo.
Os cinco primeiros formam o subgrupo II A (grupo do cobre), e os seis últimos, o subgrupo II B (grupo do arsênio). Os cátions deste grupo não reagem com ácido clorídrico, mas formam precipitados com ácido sulfídrico em meio ácido mineral diluído.
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c) Grupo III: os cátions deste grupo são: cobalto (II) (Co2+), níquel (II) (Ni2+), ferro (II) (Fe2+), ferro (III) (Fe3+), cromo (III) (Cr3+), alumínio (Al3+), zinco (Zn2+) e manganês (II) (Mn2+).
Os cátions deste grupo não reagem nem com ácido clorídrico e nem com ácido sulfídrico em meio ácido mineral diluído. Todavia, formam precipitados com sulfeto de amônio em meio neutro ou amoniacal. Grupo do (NH4)2S (H2S/NH4OH). Os cátions bivalentes precipitam como sulfetos e os trivalentes como hidróxidos.
Precipitados: Fe(OH)3 castanho, Cr(OH)3 verde claro e Al(OH)3 branco. Os íons do grupo 3B são: Fe+2, Mn+2, Zn+2, Co+2, Ni+2. Todos precipitados são pretos, exceto ZnS que é branco e MnS que é rosado.
d) Grupo IV: os cátions deste grupo são: cálcio (Ca2+), estrôncio (Sr2+), bário (Ba2+) e magnésio (Mg2+).
Os cátions deste grupo não reagem nem com reagentes do grupo I, nem do II, nem do III. Eles formam precipitados com carbonato de amônio na presença de cloreto de amônio em meio neutro ou levemente ácido.
Todos precipitados são brancos.
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e) Grupo V: os cátions deste grupo incluem os íons magnésio (Mg2+), sódio (Na+), potássio (K+), amônio (NH4+), lítio (Li+) e hidrogênio (H+).
Os cátions comuns, que não reagem com nenhum dos reagentes dos grupos anteriores, formam o último grupo.
Grupo dos metais alcalinos e amônio, não apresentam reagente específico.
PRECIPITAÇÃO DOS ÍONS METÁLICOS:
Primeiro grupo de cátions: CHUMBO (II), MERCÚRIO (I) E PRATA(I).
Constituem este grupo os seguintes cátions: Ag+, Hg22+ e Pb2+. Esses íons são precipitados como cloretos insolúveis pela adição de um pequeno excesso de HCl diluído, daí o grupo ser conhecido como grupo do cloreto insolúvel (VOGEL, 1981). Os íons cobre (I), ouro (I) e Tálio (I) também podem ser incluídos neste grupo, pois formam cloretos insolúveis, porém não são comumente encontrados.
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Primeiro grupo de cátions: CHUMBO (II), MERCÚRIO (I) E PRATA(I).
Constituem este grupo os seguintes cátions: Ag+, Hg22+ e Pb2+.
 Esses íons são precipitados como cloretos insolúveis pela adição de um pequeno excesso de HCl diluído, daí o grupo ser conhecido como grupo do cloreto insolúvel (VOGEL, 1981).
Os íons cobre (I), ouro (I) e Tálio (I) também podem ser incluídos neste grupo, pois formam cloretos insolúveis, porém não são comumente encontrados.
As solubilidades dos cloretos de prata e de mercúrio (I) são muito baixas e estes sais podem ser precipitados, quase completamente, mediante adição de um pequeno excesso de ácido clorídrico à solução de cátions (VOGEL,1981).
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O cloreto de chumbo é muito mais solúvel, só precipitando se a concentração do íon Pb2+ for elevada. Portanto, geralmente quando se é feita esta análise qualitativa dos cátions, boa parte do chumbo é deixado em solução para precipitar como sulfeto de chumbo com o 2º grupo de cátions (MATTA, 2008).
TABELA 2: Solubilidade dos cloretos do grupo da prata em água.
SAL KPS Solubilidade a 25ºC (mol/L) Solubilidade a 25ºC (g/L) Solubilidade a 100ºC (g/L)
Hg2Cl2 1,1 x 10-18 6,5 x 10-7 3,1 x 10-4 1 x 10-3 a 43ºC
AgCl 1,8 x 10-10 1,3 x 10-5 1,9 x 10-3 2,1 x 10-3
PbCl2 1,7 x 10-5 1,6 x 10-2 4,5 33,4
(VAITSMAN, 1995).
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As equações iônicas da precipitação dos cloretos insolúveis são:
 Ag+(aq)+ Cl-(aq) → AgCl↓(1)
 Hg22+(aq) + 2Cl-(aq) → Hg2Cl↓
 Pb2+(aq) + 2Cl-(aq) → PbCl2↓
Todos precipitados são brancos.