Grupo II

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Universidade Federal de Pernambuco
Centro de Ciências da Saúde
Departamento de Ciências Farmacêuticas
Análise dos Cátions do Grupo II
ANÁLISE QUALITATIVA II (FA101)
Prof. José Gildo de Lima 
Abril - 2010
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Cátions do Grupo II
 Os cátions deste grupo são: 
1. Chumbo (II) 
Fonte do elemento Pb:
É extraído de sete minerais, dos quais o principal é a galena. Ele é usado sobretudo em baterias (40% do consumo), como aditivo na gasolina e como isolante de raios X, em tintas, vidros especiais (os chamados cristais), corantes, inseticidas e em projéteis de armas de fogo. 
Galena
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Um contaminante ambiental
A água potável com baixo pH e baixas concentrações de sais dissolvidos podem carrear quantidades de chumbo vindas de soldas, encanamentos e ferragens, cisternas e reservatórios. O valor de tolerância para chumbo em água potável que era de 50 mg/litro em 1984 (WHO, 1984) foi revisto em 1993, passando para 10 mg/litro (WHO, 1993).
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Os níveis de chumbo nos produtos alimentícios além de serem muito variáveis, podem ser parcialmente removidos (lavando-se ou descascando-se o alimento). Organizações internacionais (WHO) propõem que a tolerância de ingestão semanal seja de 3 mg de Pb para adultos ( 400 a 450 mg/dia ). Os alimentos (incluindo água potável e bebidas alcoólicas) são as maiores fontes de exposição da população ao chumbo. Crianças podem ter exposição adicional vindas de solo e poeiras.
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Efeitos prejudiciais à saúde 
Anemia;
Encefalopatias;
Deficiência renal;
Hepatoxicidade;
Osteoporose.
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2.Mercúrio II 
Fonte do elemento Hg:
O mercúrio na forma natural surge da degradação da crosta terrestre a partir de vulcões e, provavelmente, pela evaporação dos oceanos. No entanto, as fontes artificiais de mercúrio são mais diversificadas do que as naturais.
 
Mercúrio
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Efeitos prejudiciais à saúde
O mercúrio sob forma líquida é muito pouco absorvido pelo trato gastro-intestinal. Por outro lado, seus vapores quando inalados, podem facilmente atravessar a membrana alveolar até atingir a circulação sanguínea. No sangue, fígado e rins o mercúrio é oxidado à forma divalente (mercúrio iônico) pelo complexo chamado hidrogênio peróxido catalase. Este tipo de mercúrio representa a maior fonte de intoxicação verificada em industriais e laboratórios de pesquisa;
O mercúrio é reconhecidamente um agente teratogênico. 
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Um contaminante ambiental
A queima de combustíveis fósseis é considerada uma fonte de mercúrio;
 As indústrias de cloro-soda, equipamentos eletrônicos, fabricação de tintas, etc. são consideradas as maiores consumidoras de mercúrio, perfazendo 55% do total consumido;
Alguns compostos de mercúrio têm sido utilizados na agricultura, principalmente como fungicidas; 
O mercúrio é utilizado em uma variedade de aplicações no exército, pilhas, odontologia e medicina. 
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3. Cobre II
Fonte do elemento Cu:
 Pode ser extraído de pelo menos de dezessete minerais, dos quais o mais importante é a calcopirita. É considerado bom condutor de calor e eletricidade, é usado em fios elétricos, na fabricação de bronze e latão, em defensivos agrícolas, tratamento da água e em objetos ornamentais. 
Calcopirita
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 O cobre é considerado um metal essencial em níveis traços, sendo que o Food Nutritional Board (FBN) estabeleceu para este metal o RDA (Recommended Dietary Alowance) de 1,5 a 3,0mg por dia para adultos (RDA, 1998). 
 Distúrbios da concentração normal do cobre solúvel no organismo podem provocar hiper ou hipocupremia. A mais conhecida enfermidade decorrente desta descompensação é a Doença de Wilson. Além disso, epilepsia, melanoma, esclerose, aceruloplasminemia, doença de Alzheimer e a artrite reumatóide, são patologias provavelmente relacionadas com o metabolismo do Cobre.
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4. Bismuto III
Fonte do elemento Bi:
 Os principais minérios de bismuto são a bismite (Bi2O3), a bismutinite (Bi2S3) e a bismutite. 
Usado em medicamentos de ação gastro-intestinal;
 Após a I Guerra Mundial também se descobriu o valor quimioterapêutico do bismuto no tratamento da sífilis. 
Bismite
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5. Cádmio II
Fonte do elemento Cd:
 Na natureza, é um elemento traço cuja concentração nacrosta terrestre varia de 0,15 a 0,20 ppm, seu principal mineral fonte é a greenockita CdS.
Usado em: fungicidas, baterias, tratamento da borracha, produção de pigmentos, em indústrias degalvanoplastia dando brilho e resistência à corrosão a objetos.
Metal Cádmio
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Efeitos prejudiciais à saúde
 A exposição ao cádmio leva à sua acumulação nos rins, fígado, adrenais e no sistema nervoso central. Sinais de toxicidade:
Disfunções renais;
Tumores testiculares; 
Hipertensão;
Inibição do crescimento.
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6. Arsênio III
 Fonte do elemento As:
 Arsênio existe na natureza numa variedade de formas químicas, incluindo espécies orgânicas e inorgânicas.
Arsênio(III) e As(V) são as espécies tóxicas
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Efeitos prejudiciais à saúde
Conjuntivite; 
Hiperqueratose;
Doenças cardiovasculares; 
Distúrbios no sistema nervoso central e vascular periférico;
Câncer de pele; 
Gangrena nos membros.
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7. Antimônio III
Fonte do elemento Sb:
 
 O principal minério de antimônio é a antimonita (também chamada de estibina), Sb2S3. 
Usado principalmente em:
 Baterias;
 Soldas; 
Tinta;
Balas de revólver; 
Fogos de artifício; 
Fósforos; 
Medicamentos(quimioterapia de leishmaniose e esquistossomose). 
Antimonita
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Efeitos prejudiciais à saúde
 É considerado um agente clastogênico (quebra de cromossomos), mas não mutagênico no seu estado trivalente, sendo esta espécie responsável pelos principais efeitos tóxicos. Ainda não foi comprovada a carcinogenicidade do antimônio em humanos, embora o Sb2O3 seja classificado, pelo IARC, como possível carcinógeno humano.
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8. Estanho II e IV
 Fonte do elemento Sn:
 O estanho é um metal fornecido principalmente da cassiterita. 
 Ele é útil na fabricação de latas de conserva, na obtenção do bronze (usado em esculturas e nos sinos), também em refrigeradores, condicionadores de ar, radiadores e soldas. 
Cassiterita
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Efeitos prejudiciais à saúde
 Altas concentrações de Sn inorgânico causam:
 Dor abdominal;
Anemia;
Problemas no rim e fígado.
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Análise do Grupo II
 Os cátions deste grupo formam sulfetos insolúveis em meio ácido mineral. Podendo ser subdivididos em:
GRUPO IIA
 São os sulfetos insolúveis em sulfeto de amônio: PbS, HgS, CuS, Bi2S3 e CdS.
GRUPO IIB
 São os sulfetos solúveis em sulfeto de amônio: As2S3, As2S5, Sb2S3, Sb2S5, SnS e SnS2.
 Reagente do grupo: gás sulfídrico (H2S) ou tioacetamida 8%-13% (TA).
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 O gás sulfídrico é bastante tóxico e de odor repugnante (ovo podre), dessa forma deve-se evitar seu uso.	A tioacetamida é utilizada em lugar do gás sulfídrico. 
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Influência do pH na precipitação dos sulfetos 
 Tanto os cátions do grupo II quantos os cátions do grupo III precipitam na forma de sulfetos insolúveis. Para evitar a precipitação desses últimos é necessário realizar a reação em meio ácido, pois a pH 0,5 só os cátions do grupo II precipitam. Essa reação seletiva ocorre pelo controle da concentração de íons sulfetos. 
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 Qual a concentração de [S2-] em uma solução saturada de gás sulfídrico ([H2S]= 0,1M) a 250C?
	Ka2 é muito pequeno, então [HS-] = [H+]. Logo, a concentração de [S2-] é igual a:
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e o pH da solução:
- Qual a concentração de [S2-] em uma solução saturada de gás sulfídrico ([H2S]= 0,1M) na presença de HCl 0,1M a 250C? 
 	
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 Em conclusão, podemos afirmar que a concentração de íons sulfeto é inversamente proporcional a concentração [H+]2:
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 Precipitação: H2S(g) ou tioacetmida, HCl 0,1M - 0,3M
	
	
 A solução de H2O2 é adicionada inicialmente a fim de oxidar o Sn2+ a Sn4+, assim conduzindo à precipitação
de SnS2 (cristalino) em lugar de SnS, um tanto gelatinoso. A subseqüente separação dos grupos IIA e IIB, por meio de KOH aquoso, pode ser mais completa dessa forma, já que o SnS2 se dissolve completamente, e o SnS se dissolve só parcialmente. 
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 A adição de KOH 0,5 M leva à dissolução dos sulfetos ácidos de arsênio, antimônio e de estanho, formando os complexos correspondentes. Separando-se os cátions em 2 grupos.
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Identificação dos cátions do grupo II A
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Separação utililizando HNO3 6M- dissolução dos sulfetos de Pb2+, Hg2+, Cu2+, Cd2+ e Bi3+ (reação de oxidação):
Identificação do Hg2+
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Água-régia (HCl 12M : HNO3 16M, 3:1) – dissolução do HgS, sal muito insolúvel Kps = 3 x 10-52.
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Identificação do Pb2+:
Separação: o uso de ácido sulfúrico 18 M evita a formação dos compostos abaixo, que interferem na identificação do íon Pb2+: 
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Identificação:
 
 A formação do sulfato de chumbo não é uma indicação certa da presença de íons Pb2+. Ocasionalmente, outros sulfatos como o (BiO)2SO4 podem vir a precipitar. O composto de bismuto é menos solúvel que o PbSO4 em NH4OAc e o (BiO)2CrO4 é mais solúvel que o PbCrO4 em AcOH, sendo insolúvel em NaOH
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Identificação do íon Bi3+ 
Separação: reação com NH4OH 15M
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 Identificação:
A solução de estanito deve ser preparada na hora
de ser usada:
A identificação do bismuto baseia-se na redução a bismuto metálico, utilizando estanito como redutor:
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Identificação dos íons Cu2+
O ferrocianeto de cádmio (que é branco) pode se formar, mas é mascarado pela presença do ferrocianeto de cobre.
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Identificação do íon Cd2+ 
A redução seletiva é empregada para separar, entre si, o cobre e o cádmio. O agente redutor (ditionito) reduzirá o cobre(II) a cobre metálico sem afetar o Cd(II). 
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Uma vez descartado o cobre, é possível identificar o cádmio em solução precipitando o sal amarelo CdS. Se o cobre estivesse presente, formar-se-ia o CuS que, sendo preto, iria obscurecer o sulfeto amarelo.
A coloração do amino complexo de cobre deve
desaparecer definitivamente após a adição do ditionito.
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Identificação dos cátions do grupo II B
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Acidificando-se a solução ocorre a reprecipitação dos sulfetos.
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Identificação do íon As3+
Primeiramente separa-se os sulfetos. Os sulfetos de antimônio e de estanho são dissolvidos em HCl 6M-8M, enquanto o sulfeto de arsênio é praticamente insolúvel:
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 A identificação do arsênio requer oxidação do As (III) ao íon arseniato, AsO43-. O peróxido de hidrogênio (3%) em meio amoniacal (NH3 15 M) é um agente oxidante apropriado. Nesse processo ele também oxida o íon sulfeto a íon sulfato:
 
 
 O arseniato é, então, precipitado na forma de arseniato de amônio e magnésio, pela reação com a “mistura magnesiana” (solução amoniacal de nitrato de magnésio e nitrato de amônio):
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 Mistura magnesiana:
 
 A alta concentração do nitrato de amônio controla a concentração de íons hidróxidos. Assim, previne a precipitação do hidróxido de magnésio bem como mantém a solução suficientemente básica, evitando a formação de HAsO42-:
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Em seguida, o precipitado é dissolvido em AcOH e o
arsênio é identificado pela precipitação do arseniato
de prata, de cor castanho-avermelhada:
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Identificação do Sb3+ 
A solução com os complexos clorados de Sn (IV) e Sb (III) é tratada com ácido oxálico e tioacetamida.Tanto o estanho quanto o antimônio formam complexos com oxalato:
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 Na reação com a tioacetamida só o novo complexo de antimônio se desfaz, precipitando o sulfeto de antimônio laranja e serve para identificar o antimônio:
O complexo de estanho sendo mais estável não se dissocia, e, portanto, não há formação do sulfeto de estanho. 
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Identificação do Sn2+
 A solução clorídrica de estanho e antimônio contém Sn (IV) e Sb (III) na forma de clorocomplexos. A ação redutora do Al0 levará a:
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O Sn0, mas não o Sb0, redissolve-se em HCl quente:
O estanho é identificado através da ação redutora do íon
 Sn2+ sobre o HgCl2:
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Bibliografia
Lima, J. G.; Apostila da discplina Análise Qualitativa II (FA101) 2010.
 King, E.J.; Análise Qualitativa : reações, separações e experiências, Editora Interamericana, 1981, 1a edição.
Nordberg, G. F. et al.; Handbook on the toxicology of metals, third edition.