ANÁLISE DE CÁTIONS DO GRUPO II: MERCÚRIO (II), CHUMBO (II), BISMUTO (III), COBRE (II), CÁDMIO (II), ARSÊNIO (III) E (V), ATIMÔNIO (III) E (V), ESTANHO (II) E (IV).

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SUMÁRIO
Resumo ........................................................................................................2
Introdução .....................................................................................................3
Objetivos .......................................................................................................6
Parte Experimental .....................................................................................7
Resultado e Discussões ..............................................................................10
Conclusão ....................................................................................................14
Referências ..................................................................................................15
RESUMO
Preparou-se soluções utilizando nitrato de (Pb2+, Cu2+, Cd2+). Possibilitando a identificação de seus cátions por meio de uma análise qualitativa, aplicando os conceitos sobre reação de precipitação, ácido e base e solubilidade. Seguidamente, ilustrou-se as equações químicas ocorridas. 
	
 
INTRODUÇÃO
Para fins de análise qualitativa sistemática, os cátions são classificados em cinco grupos, levando em conta sua peculiaridade a determinados reagentes, ou seja, os íons de comportamento análogo são reunidos dentro de um determinado grupo. Os cátions do grupo II são divididos em dois subgrupos: o subgrupo do cobre e o do arsênio; e o reagente desse grupo é o sulfeto de hidrogênio (gás ou solução aquosa saturada). Tal divisão é baseada na solubilidade dos precipitados de sulfetos em polissulfeto de amônio. Os sulfetos do subgrupo do cobre são insolúveis nesse reagente, já os do subgrupo do arsênio dissolvem-se com formação de tiossais. (VOGEL, 1981)
No subgrupo do cobre tem-se: mercúrio (II), chumbo (II), bismuto (III), cobre (II) e cádmio (II). Grande parte dos íons chumbo (II) precipitam na presença de ácido clorídrico diluído, porém esta precipitação é bastante incompleta devido à alta solubilidade do cloreto de chumbo (II). Os cloretos, nitratos e sulfatos dos cátions do subgrupo do cobre são bastante solúveis em água; os sulfetos, hidróxidos e carbonatos são insolúveis. Alguns cátions desse subgrupo tendem a formar complexos (amônia, íons cianeto etc). O subgrupo do arsênio inclui os íons: arsênio (III), arsênio (V), antimônio (III), antimônio (V), estanho (II) e estanho (IV), tais íons apresentam caráter anfótero: seus óxidos formam sais, tanto com ácidos como com bases. (VOGEL, 1981)
MERCÚRIO (II)
Mercúrio é um metal branco prateado, líquido nas temperaturas normais. Não é atacado pelo ácido clorídrico ou pelo ácido sulfúrico, contudo reage prontamente com o ácido nítrico. Não é atacado pelo ácido clorídrico ou pelo ácido sulfúrico, mas reage prontamente com ácido nítrico. A frio e em concentração média de ácido nítrico, com um excesso de mercúrio, produz íons mercúrio (I); com excesso de ácido nítrico concentrado a quente, formam-se íons de mercúrio (II). (VOGEL, 1981)
CHUMBO (II)
O chumbo é um metal cinza azulado com uma densidade alta. Dissolve-se facilmente em concentração média de ácido nítrico, formando, na reação, o óxido de nitrogênio. Já o ácido clorídrico diluído ou o ácido sulfúrico apresentam pouco efeito, devido à formação de cloreto de chumbo ou sulfato de chumbo insolúveis na superfície. (VOGEL, 1981)
BISMUTO (III)
É um metal quebradiço, cristalino e de coloração branca avermelhada. É insolúvel em ácido clorídrico, devido a seu potencial normal (0,2V), porém dissolve-se em ácidos oxidantes, como o ácido nítrico concentrado, água régia ou ácido sulfúrico concentrado a quente. O bismuto forma íons trivalentes e pentavalentes, sendo o trivalente o mais comum, Bi3+. O bismuto pentavalente forma o íon bismutato, BiO3-. A maioria de seus sais é insolúvel. (VOGEL, 1981)
COBRE (II)
É um metal vermelho-pálido macio, maleável e dúctil. Devido a seu potencial de elétrodo padrão ser positivo, ele é insolúvel em ácido clorídrico e ácido sulfúrico diluído, embora na presença do oxigênio possa ocorrer alguma solubilização. O ácido nítrico medianamente concentrado dissolve rapidamente o cobre. Ácido sulfúrico concentrado a quente também dissolve o cobre. (VOGEL, 1981)
CÁDMIO (II)
O cádmio é um metal branco prateado, maleável e dúctil. Dissolve-se lentamente em ácidos diluídos, com liberação de hidrogênio. O cádmio forma íons divalentes, incolores. Cloreto, nitrato e sulfato de cádmio são solúveis em água; o sulfeto é insolúvel uma coloração amarela, bem representativa. (VOGEL, 1981)
ARSÊNIO (III) E (V)
O arsênio que é um sólido quebradiço, cinza-aço, que apresenta um brilho metálico, sublima por aquecimento, evidenciando um odor característico de alho; por aquecimento num fluxo de ar, o arsênio queima com chama azul, produzindo vapores de óxido de arsênio (III). Todos os compostos desse íon são venenosos. É insolúvel em ácido clorídrico e em ácido sulfúrico diluído, contudo dissolve-se rapidamente em ácido nítrico diluído, produzindo íons arsenito; forma, também, arseniatos na presença de ácido nítrico concentrado ou em água-régia ou em hipoclorito de sódio. (VOGEL, 1981)
Duas séries de compostos são comuns: a do arsênio (III) e a do arsênio (V). Os compostos de arsênio (III) podem ser derivados do trióxido de arsênio anfótero, As2O3, que consegue produzir sais, ora com ácidos fortes, ora com bases fortes. Os compostos de arsênio (V) são derivados do pentóxido de arsênio, As2O5. (VOGEL, 1981)
ANTIMÔNIO (III) E (V)
É um metal brilhante, branco prateado. É insolúvel em ácido clorídrico e em ácido sulfúrico diluído. Dissolve-se, lentamente, em ácido sulfúrico concentrado a quente, formando íons antimônio (III). São conhecidas duas séries de sais, derivados dos óxidos Sb2O3 e Sb2O5, contendo íons antimônio (III) e antimônio (V), respectivamente. (VOGEL, 1981)
ESTANHO (II) E (IV)
É um metal branco prateado, maleável e dúctil em temperaturas normais, mas em baixas temperaturas torna-se quebradiço, devido a sua transformação em outro estado alotrópico. O metal dissolve-se lentamente em ácido clorídrico diluído e ácido sulfúrico com formação de sais (estanosos) de estanho (II). O ácido nítrico diluído dissolve lentamente o estanho, sem liberação de gás, formando íons estanho (II) e amônio. Ainda, ácido nítrico concentrado provoca uma reação forte, formando uma substância sólida, branca, comumente conhecida como óxido hidratado de estanho (IV), às vezes, denominada ácido metaestânico. (VOGEL, 1981)
OBJETIVOS 
 GERAL
Observar a precipitação dos cátions do grupo II (Pb2+, Cu2+, Cd2+) na presença do reagente do grupo (sulfeto de hidrogênio) e identifica-los em uma solução. 
ESPECÍFICOS
Observar solubilidade dos cátions do grupo Il (Pb2+, Cu2+, Cd2+) em determinados reagentes;
Observar as mudanças de coloração das soluções;
Ilustrar as reações químicas envolvidas nas reações.
PARTE EXPERIMENTAL
3.1	 MATERIAIS
Banho-Maria;
Béquer;
Centrifuga;
Conta-gotas;
 Estante para tubo de ensaio;
Pinça de madeira;
Recipientes conta-gotas;
Vibrador;
Tubos de ensaio.
3.2 REAGENTES
Nitrato de Cádmio – (Cd(NO3)2) 0,20 Mol. L-1 
Nitrato de Cobre - (Cu(NO3)2) 0,20 Mol. L-1
Nitrato de Chumbo - (Pb(NO3)2) 0,2 Mol. L-1
Água destilada 
Ácido Acético – (HAc) 6,0 Mol. L-1
Ácido Nítrico – (HNO3) 6,0 Mol. L-1
Dicromato de Potássio – (K2Cr2O7) 0,2 Mol. L-1
Ferrocianeto de Potássio – (C6N6FeK4) 0,2 Mol. L-1
Hidróxido de Amônio – (NH4OH) 6,0 Mol. L-1
Hidróxido de Sódio – (NaOH) 6,0 Mol. L-1
	Sulfato de Amônia – (NH4)2SO4 2,5 Mol. L-1	
Tioacetamida – (CH3 CSNH2) 1,0 Mol. L-1
3.3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
CHUMBO, Pb; COBRE, Cu, CÁDMIO, Cd 
REAÇÃO COM TIOACETAMIDA
	Inicialmente adicionou-se em 2 tubos de ensaio devidamente limpos, 5 gotas de solução de nitrato de (Pb2+, Cu2+, Cd2+), em seguida diluiu-se cada solução com 10 gotas de água destilada. Posteriormente,adicionou-se 5 gotas de tioacetamida e centrifugou-se os precipitados obtidos e lavou-se com água destilada quente. Seguidamente testou-se a solubilidade de cada precipitado com 15 gotas de HNO3.
REAÇÃO COM HIDRÓXIDO DE AMÔNIO
	Colocou-se em 2 tubos de ensaio 5 gotas de solução de nitrato de (Pb2+, Cu2+, Cd2+), em seguida adicionou-se 10 gotas de água destilada e gotas de NH4OH onde observou-se a formação de precipitados, posteriormente continuou-se adicionando NH4OH onde observou-se a dissolução dos precipitados.
REAÇÃO DE IDENTIFICAÇÃO DO CHUMBO II
REAÇÃO COM DICROMATO DE POTÁSSIO 
	Inicialmente, adicionou-se em 2 tubos de ensaio 10 gotas de solução de Pb(NO3)2 e 3 gotas de K2Cr2O7, ocorrendo a formação de um precipitado amarelo. Em seguida, centrifugou-se e desprezou-se o sobrenadante dos mesmos. Posteriormente testou-se a solubilidade do sal adicionando (tudo 1) NaOH e (tubo2) HNO3. Logo depois, realizou-se o processo de reversão da reação, adicionado (tubo1) ácido acético e (tubo2) hidróxido de amônio.
REAÇÃO DE IDENTIFICAÇÃO DO COBRE II
REAÇÃO COM AMÔNIA 
	Adicionou-se em um tubo de ensaio 10 gotas de Cu(NO3)2 e gotas de NH4OH até obter um precipitado azul de um sal básico, em seguida continuou-se adicionando o reagente em excesso até obter o íon complexo de coloração azul intenso.
REAÇÃO COM FERROCIANETO DE POTÁSSIO 
	Adicionou-se em tubo de ensaio 10 gotas de Cu(NO3)2 e gotas HAc até a solução torna-se ácida. Em seguida, adicionou-se 2 gotas de ferrocianeto de potássio.
REAÇÃO DE IDENTIFICAÇÃO DO CÁDMIO II
REAÇÃO COM HIDRÓXIDO DE AMÔNIO 
	Adicionou-se 10 gotas de Cd(NO3)2 e 2 gotas de NH4OH.
IDENTIFICAÇÃO DE Cd2+ NA PRESENÇA DE Cu2+ 
	Adicionou-se em 2 tubos de ensaio 5 gotas de Cu(NO3)2, 5 gotas de Cd(NO3)2, 10 gotas de glicerina e gotas e gotas de NaOH até a solução apresentar coloração azul. Em seguida, adicionou-se mais 15 gotas de NaOH formando-se um complexo. Posteriormente, centrifugou-se e retirou-se o sobrenadante, lavando-se o precipitado 3 vezes com 1 mL de água contendo 5 gotas de glicerina. Em seguida, dissolveu-se o precipitado em solução de HAc e com a ponta da espátula, adicionou-se e aqueceu-se uma pequena quantidade de tioacetamida.
RESULTADO E DISCUSSÕES
CHUMBO, Pb; COBRE, Cu e CÁDMIO, Cd 
REAÇÃO COM TIOACETAMIDA
Sabe-se que os cátions do grupo (II) são obtidos através da precipitação com H2S em meio ácido. Devido as dificuldades ao uso de gás, principalmente se tratando de um gás corrosivo e extremamente tóxico, como o ácido sulfídrico, utiliza-se a hidrólise da tiocetamida para gerar o reagente do grupo, como mostra a Equação 1. Por isso no tubo adicionou-se água destilada e tiocetamida e adição de ácido nítrico foi suficiente para tornar o meio ácido provocando assim a precipitação dos cátions em solução.
CH3CSNH2 + 2H2O → CH3COOH + NH4+ + H2S (1)
Os nitratos de chumbo, de cobre e de cádmio colocados nos tubos contendo tiocetamida hidrolisada (que forma o reagente do grupo) e ácido nítrico precipitam-se obtendo uma reação positiva e identificando a presença dos cátions do grupo II (conforme as Equações (2); (3) e (4)). As reações são identificadas também pela coloração de seus precipitados: o sulfeto de chumbo (II), PbS, apresenta uma coloração preta; o sulfeto de cobre (II), CUS, apresenta uma coloração preta; sulfeto de cádmio, CdS, apresenta uma coloração amarela. 
Pb2+ + H2S → PbS + 2H+ (2)
Cu2+ + H2S → CuS + 2H+ (3)
Cd2+ + H2S → CdS + 2H+ (4)
	Ao testar a solubilidade do precipitado de PbS com ácido nítrico: o precipitado de sulfeto de chumbo decompõe-se quando se é adicionado ácido nítrico concentrado e assim forma um precipitado branco, finamente dividido, de enxofre elementar, de acordo com a Equação (5), se essa mistura for levada à ebulição, o enxofre é oxidado pelo ácido nítrico a sulfato (Equação 5.1), formando-se imediatamente um precipitado branco de sulfato de chumbo (Equação 5.2), com a presença de íons chumbo na solução.	
 3PbS + 8HNO3 → 3Pb2+ + 6NO3- + 3S + 2NO + 4H2O (5)
 S + 2HNO3 → SO42- + 2H+ + 2NO (5.1)
 Pb2+ + SO42- → PbSO4 (5.2)
	Ao testar a solubilidade do precipitado de CuS com ácido nítrico: o ácido nítrico concentrado a quente dissolve o sulfeto de cobre (II), liberando o enxofre em forma de um precipitado branco, de acordo com a Equação 6. Quando aquecido por um tempo a mais, o enxofre é oxidado a ácido sulfúrico e obtém-se uma solução límpida azul (Equação 6.1).
 3CuS + 8NHO3 → 3Cu2+ + 6NO3- + 3S + 2NO + 2H2O (6)
 S + 2HNO3 → 2H+ + SO42- + 2NO (6.1)
	E testando, também, a solubilidade do CdS em ácido nítrico: ao reagir com ácido nítrico, o sulfeto de cádmio é dissolvido liberando enxofre na forma de um precipitado amarelo, de acordo com a Equação (7).
 3CdS + 8HNO3 → 3Cd(NO3)2 + 2NO + 3S + 4H2O (7)
 REAÇÃO COM HIDRÓXIDO DE AMÔNIO
			Ao adicionar gotas de hidróxido de amônio ao tubo contendo nitrato de chumbo observou a formação de hidróxido de chumbo, assim identificado pela presença de um precipitado branco, conforme a Equação (8). Adicionando excesso de reagente, que no caso é o NH4OH, o precipitado branco é dissolvido formando íons tetrahidroxiplumbato (II) (aqui, o hidróxido de chumbo apresenta um caráter anfótero), representado na Equação (8.1)
 Pb2+ + 2OH- → Pb(OH)2 (8)
 Pb(OH)2 + OH- → [Pb(OH)4]2- (8.1)
	Em relação ao nitrato de cobre, quando se adiciona gotas de hidróxido de amônio ocorre a precipitação de íons Cu2+ identificados pela presente coloração azul de hidróxido de cobre (II) (Equação 9). O precipitado é insolúvel em excesso de reagente, ou seja, ao adicionar mais reagente, mais hidróxido de amônio, o precipitado permaneceu o mesmo. 
 Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2 (9)
	O nitrato de cádmio quando submetido a adição de hidróxido de amônio reagente formando um precipitado branco de hidróxido de cádmio (II) (Equação 10), identificando, assim, a presença de íons Cd2+. Quando se adiciona mais reagente à solução o precipitado permanece intacto, ou seja, é insolúvel em excesso de reagente. Ácidos diluídos dissolvem o precipitado com o equilíbrio se deslocando para a esquerda.
	Cd2+ + 2OH- ⇄ Cd(OH)2 (10)
REAÇÃO DE IDENTIFICAÇÃO DO CHUMBO II
REAÇÃO COM DICROMATO DE POTÁSSIO 
	Nos dois tubos de ensaio contendo a solução de Pb(NO3)2 mais dicromato de potássio houve a formação de um precipitado amarelo, o cromato de chumbo – PbCrO4. No tubo 1, que contém o precipitado amarelo testou-se a solubilidade do mesmo adicionando hidróxido de sódio, o cromato de chumbo apresentou-se solúvel, conforme Equação (11); ao tubo 2, contendo também cromato de chumbo se adicionou ácido nítrico, nesse caso o precipitado amarelo de cromato de chumbo mostrou-se insolúvel em ácido nítrico, de acordo com a Equação (12). Tais reações são reversíveis ao adicionar ácido acético e hidróxido de amônio, o cromato de chumbo tornará a se precipitar, formando novamente o precipitadoamarelo.
	PbCrO4 + NaOH → Pb(OH)2 + Na2CrO4 (11)
	PbCrO4 + HNO3 → Pb(NO3)2 + H2CrO4 (12)
REAÇÃO DE IDENTIFICAÇÃO DO COBRE II
REAÇÃO COM AMÔNIA
	Nitrato de cobre quando se adiciona hidróxido de amônio obtém-se um precipitado de coloração azul, que é o hidróxido de cobre (já mencionado anteriormente e representado pela Equação 9). Contudo com a adição de reagente, ou seja, adicionando NH4OH em excesso forma-se um íon complexo de coloração azul bem intenso, o [Cu(NH3)4]2+, tal íon é um aminocomplexo, que normalmente é formado pela adição de um excesso de amônia a certos íons metálicos, o tetraminocuprato (II) é um exemplo. 
REAÇÃO COM FERROCIANETO DE POTÁSSIO 
	Adicionando gotas de ácido acético à solução de nitrato de cobre torna a solução ácida, fazendo com que a adição de ferrocianeto de potássio precipite o nitrato de cobre formando um precipitado de coloração avermelhado de ferrocianeto de cobre, conforme Equação (13).
2Cu(NO3)2+ K4Fe(CN)6 → Cu2Fe(CN)6 + 4KNO3 (13) 
REAÇÃO DE IDENTIFICAÇÃO DO CÁDMIO II
REAÇÃO COM HIDRÓXIDO DE AMÔNIO
O nitrato de cádmio quando submetido a adição de hidróxido de amônio reagente formando um precipitado branco de hidróxido de cádmio (II), como mostrado anteriormente na Equação (10). Solução de amônia quando adicionada em excesso provoca a formação de íons complexos tetra-aminocadmiato (II), que apresenta uma coloração incolor, conforme Equação (14).
Cd(OH)2 +4NH3 → [Cd(NH3)4]2+ + 2OH- (14)
IDENTIFICAÇÃO DE Cd2+ NA PRESENÇA DE Cu2+ 
	Nitrato de cádmio adicionado a nitrato de cobre e gotas de glicerina e solução de NaOH formam uma solução de coloração azul. Quando se adiciona gotas de NaOH em excesso o cobre fica na solução em forma de complexo Cu(gli)2 e o Cd2+ na forma de hidróxido de cádmio, Cd(OH)2. Adicionando ácido acético permite que a solução se torne ácida para a adição de tiocetamida (que será hidrolisada pela presença de água na solução e formará o reagente do grupo, H2S) que permitirá a formação de um precipitado amarelo de sulfeto de cádmio, identificando a presença de Cd2+, conforme a Equação (15). 
Cd2+ + H2S → CdS + 2H+ (15)
CONCLUSÃO
Diante disso, pode-se concluir que a identificação de íons Pb2+, Cu2+ e Cd2+ são possíveis quando submetidos a reações com H2S, que foi obtido através da hidrolise de tiocetamida. Cada íon apresentou um precipitado de coloração definida, sulfeto de chumbo (II) de cor preta, sulfeto de cobre (II) de coloração preta e sulfeto de cádmio de cor amarelo.
Além da identificação dos cátions citados pela reação com H2S, pode-se observar que há como identificar a presença dos mesmo pela reação com outros reagentes e testando as solubilidades em ácidos dos precipitados formados. 
Saber que determinados reagentes utilizar para poder identificar certos cátions é de extrema importância no ensino da química, ter conhecimento de determinadas reações de identificação de cátions do grupo II ajuda em muitas análises futuras.
REFERÊNCIAS
BACCAN, N. Química analítica qualitativa elementar. 3 ed. São Paulo: Blucher – Instituto Mauá de tecnologia, 2001.
VOGEL, A. I. Química analítica qualitativa. 5 ed. São Paulo: Mestre Jou, 1981.