Analise Qualitativa - Cations Grupo II

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Anlise Qualitativa Sistmica dos ctions do grupo II

Anlise Farmacutica 2009/2 Profa Isis Meirelles

constitudo pelos ctions que precipitam em presena de sulfeto em meio cido:

Hg2+, Pb2+, Bi3+, Cu2+, Cd2+, As (III), As (V), Sb (III), Sb (V), Sn2+ e Sn (IV).

Os ons deste grupo formam sulfetos escassamente solveis que so precipitados quando uma soluo moderadamente cida saturada com H2S.

Por causa da solubilidade moderada do PbCl2 e da baixa solubilidade do PbS, o on chumbo (II) um membro deste grupo, bem como do Grupo da Prata.

Arsnio, antimnio e estanho, situam-se na fronteira entre metais e no-metais, na tabela peridica. Seus cloretos e hidretos so substncias moleculares. Seus sulfetos so cidos e se dissolvem em bases fortes.

Esta caracterstica a base para subdiviso do grupo em IIA e IIB

Quando a concentrao do on H+ mantida entre 0,1 e 0,3 M, a concentrao do on sulfeto situa-se num nvel suficientemente baixo para precipitar o sulfeto de cdmio, que o mais solvel do 2 o Grupo de Ctions e insuficiente para precipitar o sulfeto de zinco, que o menos solvel do Grupo do alumnio-Nquel.

COMPOSTO

COR

KPS

[S2-]a

[OH-]c

pHd

HgS

Negro

3,0.10-53

3,0.10-51

1

PbS

Negro

8,0.10-28

8,0.10-26

1

CuS

Negro

8,7.10-36

8,7.10-34

1

CdS

Amarelo

8,0.10-27

8,0.10-25

1

Bi2S3

Marron

1,1.10-97

1,0.10-31

1

SnS2

Amarelo

1,010-70

1,010-34 b

1

As2S3

Amarelo

2,1.10-22

b

1

Sb2S3

Laranja

5,0.10-51

b

1

Reaes de precipitao do grupo de ctions em presena de sulfeto em meio cido

Cu2+ + H2S CuS(s) + 2H+ Cd2+ + H2S CdS(s) + 2H+ Pb2+ + H2S PbS(s) + 2H+ HgCl2 + H2S HgS(s) + 2H+ + 2Cl2H3AsO3 + 3H2S As2S3(s) + 6H2O 2BiOCl(s) + 3H2S Bi2S3(s) + 2H2O + 2H+ + 2Cl2SbOCl(s) + 3H2S Sb2S3(s) + 2H2O + 2H+ + 2ClSnCl62- + 3H2S SnS2(s) + 4H+ + 6Cl-

Aps o Grupo do Cobre-Arsnio ter sido precipitado, ele dividido em dois subgrupos: o subgrupo do cobre (Hg2+, Pb2+, Bi3+, Cu2+ e Cd2+) o subgrupo do arsnio [As (III), As (V), Sb (III), Sb (V), Sn2+ e Sn (IV)]. Esta diviso se baseia no carter cido ou bsico dos sulfetos. Os sulfetos de arsnio (III), antimnio (III) e de estanho (IV) so cidos e se dissolvem numa base forte (KOH 0,5 M) produzindo oxiou hidroxi- e tio-nions Os sulfetos bsicos de chumbo, bismuto, cobre e cdmio so insolveis. Este fato a base da separao do subgrupo do cobre do subgrupo do arsnio. As2S3(s) + 6OH- AsS33- + AsO33- + 3H2O Sb2S3(s) + 6OH- SbS33- + SbO33- + 3H2O SnS2(s) + OH- SnS2OH-

Separao do MercrioA anlise do subgrupo do cobre tem incio com a separao do mercrio (II) dos outros ons do grupo. Esta separao se baseia na baixa solubilidade do HgS em HNO3 diludo. Todos os sulfetos deste subgrupo se dissolvem em HNO3 3M, exceto o HgS que muito insolvel (KPS = 3.10-52).

3PbS(s) + 2NO3- + 8H+ 2Pb2+ + 2NO(g) + 3S(s) + 4H2O 3CuS(s) + 2NO3- + 8H+ 3Cu2+ + 2NO(g) + 3S(s) + 4H2O 3CdS(s) + 2NO3- + 8H+ 3Cd2+ + 2NO(g) + 3S(s) + 4H2O Bi2S3(s) + 2NO3- + 8H+ 2Bi3+ + 2NO(g) + 3S(s) + 4H2O

Identificao do MercrioAps separao do HgS, ele dissolvido em gua rgia, uma mistura de HCl e HNO3 que, a um s tempo, oxida o sulfeto a enxofre elementar e capaz de remover o Hg2+ na forma do complexo HgCl42-, fracamente dissociado. 3HgS(s) + 2NO3- + 8H+ + 12Cl- 3HgCl42- + 2NO(g) + 3S(s) + 4H2O O mercrio identificado na soluo reduzindo-o com cloreto estanhoso, com formao de Hg2Cl2 branco ou uma mistura cinza de Hg2Cl2 e Hg. O excesso de gua rgia interfere e deve ser removido, por evaporao, antes do teste. 2HgCl42- + Sn2+ Hg2Cl2(s) + SnCl62Hg2Cl2(s) + Sn2+ + 4Cl- 2Hg(l) + SnCl62-

Separao e Identificao do ChumboA soluo dos sulfetos em meio ntrico contm os ons Pb2+, Bi3+, Cu2+, Cd2+ e NO3-.

O chumbo separado precipitando-o como sulfato de chumbo branco, insolvel, por meio de cido sulfrico.

Os outros ons formam sulfatos solveis no meio.

Pb2+ + SO42- PbSO4(s)

Separao do BismutoRemovido o chumbo, o bismuto separado do cobre e do cdmio por precipitao como hidrxido, branco, mediante adio de um excesso de amnia. Inicialmente h precipitao dos hidrxidos de bismuto (III), cobre (II) e cdmio.

Bi3+ + 3NH3 + 3H2O Bi(OH)3(s) + 3NH4+ Cu2+ + 2NH3 + 2H2O Cu(OH)2(s) + 2NH4+ Cd2+ + 2NH3 + 2H2O Cd(OH)2(s) + 2NH4+Quando amnia em excesso adicionada, os hidrxidos de Cobre (II) e cdmio se dissolvem devido a formao de tetramino complexos, fracamente dissociados.

Identificao do BismutoCu(OH)2(s) + 4NH3 Cu(NH3)42+ + 2OHCd(OH)2(s) + 4NH3 Cd(NH3)42+ + 2OHK = 1,2.1012 K = 5,2.106

A identificao do bismuto baseia-se na reduo do hidrxido de bismuto, branco, a bismuto metlico, negro, por meio de soluo de estanito, recentemente preparada:

2Bi(OH)3(s) + 3Sn(OH)3- + 3OH- 2Bi(s) + 3Sn(OH)62-

Identificao do Cobre e do CdmioSe a soluo resultante da separao do Bi(OH)3 for azul, devido ao on complexo Cu(NH3)42+, esta uma indicao suficiente da presena de cobre (II). Entretanto, quando apenas traos de cobre esto presentes, a cor azul pode ser to fraca que pode no ser percebida. Neste caso, numa poro da soluo o complexo de amnia convertido no on Cu2+ por cido actico e precipitado como Cu2Fe(CN)6, avermelhado, pelo ferrocianeto de potssio.

Cu(NH3)42+ + 4CH3COOH

Cu2+ + 4CH3COO- + 4NH4+

Cu2+ + Fe(CN)64- Cu2Fe(CN)6(s)

Identificao do Cobre e do CdmioA cor amarela do CdS bastante caracterstica para ser usada como um teste de identificao do cdmio

Na ausncia do on Cu2+, a precipitao do CdS amarelo pela tioacetamida pode ser observada.

Cd(NH3)42+ + H2S CdS(s) + 2NH3 + 2NH4+

Reprecipitao dos Sulfetos de Arsnio, Antimnio e de EstanhoA anlise do subgrupo do arsnio comea com a reprecipitao dos sulfetos da soluo alcalina que contm os oxi- e tio-nions de arsnio (III), antimnio (III) e estanho (IV). Ao se acidificar a soluo com HCl, os sulfetos reprecipitam em decorrncia da reduo na concentrao do on OH- e da destruio dos oxi- e tio-nions:

AsS33- + AsO33- + 6H+ As2S3(s) + 3H2O SbS33- + SbO33- + 6H+ Sb2S3(s) + 3H2O SnS2OH- + H+ SnS2(s) + H2O

Separao e Identificao do ArsnioA separao do arsnio do antimnio e do estanho se baseia no fato de que o sulfeto de arsnio (III) praticamente insolvel em HCl concentrado (6 8 M), enquanto que os sulfetos de antimnio (III) e estanho (IV) se dissolvem formando clorocomplexos, solveis: Sb2S3(s) + 6H+ + 8Cl- 2SbCl4- + 3H2S(g) SnS2(s) + 4H+ + 6Cl- SnCl62- + 2H2S(g) A identificao do arsnio requer oxidao do arsnio (III) a on arseniato, AsO43-, aps dissoluo do As2S3. O perxido de hidrognio em meio amoniacal um agente oxidante apropriado. Neste processo ele tambm oxida o on sulfeto a on sulfato. As2S3(s) + 14H2O2 + 12NH3 2AsO43- + 3SO42- + 12NH4+ + 8H2O

Separao e Identificao do ArsnioO arseniato ento precipitado na forma de arseniato de magnsio e amnio, MgNH4AsO4.6H2O, branco, pela mistura magnesiana, uma soluo amoniacal de nitrato de magnsio Mg2+ + NH4+ + AsO43- + 6H2O MgNH4AsO4.6H2O(s) O precipitado de MgNH4AsO4.6H2O dissolvido em cido actico, que remove o on arseniato, formando o fracamente ionizado HAsO42- ou H2AsO4-. MgNH4AsO4.6H2O(s) + 2CH3COOH Mg2+ + H2AsO4- +2CH3COO- + NH4+ + 6H2O O arsnio , em seguida, identificado por precipitao como arseniato de prata, de cor castanho- avermelhada plida, pelo nitrato de prata. H2AsO4- + 3Ag+ Ag3AsO4(s) + 2H+

Identificao do AntimnioParte da soluo clordrica contendo antimnio e estanho tratada com cido oxlico e tioacetamida. Tanto o antimnio (III) como o estanho (IV) formam complexos com o oxalato: SbCl4- + 3H2C2O4 Sb(C2O4)33- + 4Cl- + 6H+ SnCl62- + 3H2C2O4 Sn(C2O4)32- + 6Cl- + 6H+ Entretanto, o on trioxalatoestanhato (IV) muito mais estvel que o on trioxalatoantimoniato (III). 2Sb(C2O4)33- + 3H2S Sb2S3(s) + 6HC2O4-

A colorao laranja-escura deste sulfeto bem caracterstica e serve para identificar o antimnio.

Identificao do Estanho

O estanho identificado atravs da ao redutora do on estanho (II) sobre o HgCl2,

a mesma reao usada para identificar o mercrio (II).

SnCl42- + 2HgCl2 Hg2Cl2(s) + SnCl62-

Atividade 1 1) Monte o fluxograma de anlise para o grupo IIA e IIB 1) Pesquise qual a importncia dos principais ctions do grupo II (google).