apostila de química analítica qualitativa

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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA "JÚLIO DE MESQUITA FILHO" - Campus de Bauru Departamento de Química Apostila de Química Analítica Qualitativa Curso: Licenciatura em Química Prof. Dr. Gilbert Bannach 2012

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Apostila de Química Analítica Qualitativa, de autoria do Prof. Dr. Gilbert Bannach, UNESP de Baurú - SP

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Page 1: Apostila de Química Analítica Qualitativa

UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA "JÚLIO DE MESQUITA FILHO" - Campus de Bauru

Departamento de Química

Apostila de Química Analítica Qualitativa

Curso: Licenciatura em Química Prof. Dr. Gilbert Bannach

2012

Page 2: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA.

BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA E UTILIZADA NA ELABORAÇÃO DA

APOSTILA.

1. BARD, A. J. - Equilíbrio Químico, Pacheco, J. R.; Rico, J. D. (tradutores),

Ed. Castillo S.A., Madri, 1970.

2. VOGEL, A. I. - Química Analítica Qualitativa, 5ª ed, Gimeno, A.

(tradutor), Ed. Mestre Jou, São Paulo, 1981.

3. BACCAN, N.; GODINHO, O. E. S.; ALEIXO, L. M.; STEIN, E. -

Introdução à Semimicroanálise Qualitativa, 6ª ed., Ed. UNICAMP, Campinas, 1995.

4. ALEXÉEV, V. - Semimicroanalisis Químico Cualitativo, Mendoza, U. V.

(tradutor), Mir Publishers, 1975.

5. WISMER, R. K. - Qualitative Analysis With Ionic Equilibrium, 1ª ed.,

Macmillan, New York, 1991.

Page 3: Apostila de Química Analítica Qualitativa

3

Marcha analítica para os cátions que serão estudados nesta disciplina

Solução contendo Pb2+, Hg2

2+, Ag+, Hg2+, Bi3+, Cu2+, Cd2+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Cr3+, Al3+, Zn2+,

Co2+, Ni2+, Ba2+, Sr2+, Ca2+, Mg2+, NH4+, K+, Na+

HCl(aq)

Grupo 1 Precipitado PbCl2, Hg2Cl2, AgCl

Sobrenadante

S1

HCl (pH≈0,5)/H2S(g)

Grupo 2 Precipitado HgS, PbS, Bi2S3, CuS, CdS

Sobrenadante

S2

NH4OH/(NH4)2S

Grupo 3 Precipitado FeS, Fe(OH)3, MnS, Cr(OH)3,

Al(OH)3, ZnS, NiS, CoS

Sobrenadante S3

NH4OH/NH4Cl

(NH4)2CO3

Grupo 4 Precipitado BaCO3, SrCO3, CaCO3

Sobrenadante

Mg2+, Na+, Li+, K+, NH4+

Grupo 5

Page 4: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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QUÍMICA ANALÍTICA QUALITATIVA.

PARTE I

Análise qualitativa pôr via seca

Ensaios da chama:

A fim de aprender as operações envolvidas nos ensaios de coloração de chama e

os vários testes com pérolas a serem descritos subsequentemente, é necessário ter algum

conhecimento da estrutura da chama não luminosa do bico de bunsen. (Figura 1)

Uma chama não luminosa de bunsen consiste em três partes: Um cone interno

azul (ADB), compreendendo principalmente gás não queimado; Uma ponta luminosa

em D (Que só é visível quando os orifícios de ar estão ligeiramente fechados); um

manto externo (ACBD) no qual se produz a combustão completa do gás. As partes

principais da chama, de acordo com bunsen, são claramente indicadas na figura1. a mais

baixa temperatura esta na base da chama (a), que é empregada para testar substâncias

voláteis a fim de determinar se elas comunicam alguma cor a chama. A parte mais

quente da chama é a zona de fusão (b); fica cerca de 1/3 da altura da chama e,

aproximadamente, eqüidistante do interior e exterior do manto, é empregada para

ensaios de fusibilidade das substâncias e também conjugada com (a), para testar as

volatilidades relativas das substâncias ou de uma mistura de substâncias. A zona

oxidante inferior (c) está situada na borda mais externa de (b) e pode ser usado para a

oxidação de substâncias dissolvidas em pérolas de bórax, carbonato de sódio ou sal

microcósmico (Pérola de fosfato – Na(NH4)HPO4.4H2O). A zona oxidante superior (d)

é a ponta não luminosa da chama; aqui um grande excesso de oxigênio esta presente e a

chama não é tão quente como em (c) pode ser usada para todos os processos de

oxidação nas quais não é necessário uma temperatura muito alta. A zona redutora

superior (e) está na ponta do cone interno azul e é rica em carbono incandesceste. É

especialmente útil para reduzir incrustações de oxido a metal. A zona redutora inferior

(f) está situada na borda interna do manto próximo ao cone azul e é aqui que os gases

Page 5: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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redutores se misturam com o oxigênio do ar; é uma zona redutora de menor poder que

(e) e pode ser empregada para a redução de bórax fundido e pérolas semelhantes.

Figura 1: Bico de Bunsen

I- Coloração da chama:

CÁTION

S

COLORAÇÃO OBSERVAÇÃO

K+(*)

Ca2+

Sr2+

Ba2+

Cu2+

Pb2+

Bi2+

Na+

(*) Repetir os testes de coloração da chama observados através de vidro de cobalto

Procedimento:

O teste é feito utilizando-se um fio de platina ou níquel-cromo contendo na sua ponta uma pequena

quantidade da mistura amostra e ácido clorídrico concentrado. Leva-se então o fio à chama oxidante e

observa-se a coloração.

Page 6: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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b) Ensaio de chama com pérola de bórax.

Procedimento:

• Preparação da pérola de bórax:

Um fio de platina umedecido e mergulhada na substância finamente pulverizada

de modo que na diminuta quantidade adere a pérola. É importante empregar uma

diminuta quantidade de substância, pois, de outro modo, a pérola tornar-se-á escura e

opaca pelo aquecimento subseqüente. Primeiro a pérola e a substância aderente são

aquecidas na chama redutora mais baixa; deixa se esfriar e observa-se a cor. Elas são,

então, aquecidas em chama oxidante mais baixa; deixa-s e esfriar e observa-se a cor

outra vez.

As pérolas coloridas características são produzidas com sais de cobre, ferro,

cromo, manganês, cobalto e níquel. Os estudantes devem conduzir os ensaios da pérola

de bórax e sais desses metais e observarem os seus resultados.

COLORAÇÃO DA PÉROLA EM CÁTION

S CHAMA OXIDANTE CHAMA REDUTORA

OBSERVAÇÃO

Cu2+

Fe2+

Cr2+

Mn2+

Co2+

Ni2+

Após cada ensaio, a pérola é removida do fio por aquecimento outra vez até a

fusão, e então retirada do fio e lançada em um recipiente com água. A pérola de bórax

constitui também um método excelente par limpar um fio de platina; passe a pérola de

bórax varias vezes ao longo do fio, por aquecimento adequado, retirando-a então, com

um movimento súbito do fio.

As pérolas coloridas de bórax são devidas a formação de boratos coloridos; nos

casos em que as diferentes esferas coloridas são obtidas nas chamas oxidantes e

redutoras, são produzidos boratos correspondentes a vários estágios da oxidação.

Page 7: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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Questões para responder:

1. Pesquisem na literatura quais as reações que ocorrem na pérola de bórax

nas chamas redutora e oxidante, neste experimento.

2. Por que ocorre a mudança de cor da chama no experimento 1?

3. Porque se utiliza o HCl e não outro ácido no teste de chama?

4. Utilizando dados de espectro de chama (comprimento de onda emitido),

pesquisem quais dos íons testados na primeira parte da apostila

produzirão chamas visíveis através do vidro de cobalto, que absorve

entre 500 e 670 nm.

Page 8: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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PARTE II

Análise qualitativa por via úmida

I- Reações Recomendadas para Identificação dos Íons Potássio e Amônio

(Grupo 5)

Potássio

a) Ácido perclórico com adição de álcool etílico (CUIDADO, não aquecer).

K+ + ClO4- ⇔ KClO4(s)

Procedimento:

Interferentes:

b) Cobaltinitrito de Sódio (meio de ácido acético) ou hexanitritocobaltato (III) de

sódio (Na3[Co(NO2)6]).

3K+ + [Co(NO2)6] 3- ⇔ K3[Co(NO2)6](s)

Procedimento:

Interferentes:

c) Ácido tartárico

K+ + H2C4H4O6 ⇔ KHC4H4O6(s) + H+

Procedimento:

Interferentes:

Page 9: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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Amônio

a) Papel indicador (tornassol azul e vermelho) testar o caráter ácido/base de

soluções de sais de amônio

NH4+

+ H2O ⇔ NH4OH + H+ ou NH4+ + H2O ⇔ NH3 + H3O+

Sais de amônio utilizados:

b) Ação de bases fortes sobre sais de amônio

NH4+ + OH- ⇔ NH4OH ⇔ NH3↑ + H2O ou NH4

+ + OH- ⇔ NH3↑ + H2O

Procedimento: identificar o produto gasoso usando papel indicador e HCl concentrado

Interferentes:

c) Cobaltinitrito de sódio (meio HAc) ou hexanitritocobaltato (III) de sódio

(Na3[Co(NO2)6])

3NH4 + + [Co(NO2)6] 3- ⇔ (NH4)3[Co(NO2)6]↓

Procedimento:

Interferentes:

Page 10: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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d) Reagente de Nessler

NH4+ + 2[HgI4]2- + 4OH- → HgO.Hg(NH2)I ↓ + 7I- + 3H2O

Procedimento:

Interferentes: Toxidade dos reagentes utilizados:

e) Hidrogenotartarato de sódio

NH4+ + HC4H4O6

- ⇔ NH4HC4H4O6(s)

Procedimento:

Interferentes:

Faça uma Tabela comparando as propriedades dos íons NH4+ e K +

Page 11: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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II- Reações Recomendadas para Identificação de Alguns Ânions -1

Cloreto

a) Ação de ácido sulfúrico concentrado. Teste um pouco de sal sólido contendo cloreto

com ácido sulfúrico concentrado. CUIDADO! NÃO AQUEÇA!

MCl (s) + H2SO4 → HCl + MHSO4

Procedimento: identificar o produto gasoso usando papel indicador e NH4OH

concentrado.

Interferentes:

Toxidade dos reagentes utilizados:

Utilize dois tubos de ensaio para o experimento seguinte e compare os resultados:

b) primeiro tubo: solução de sal solúvel de prata e adição de cloreto. (segundo

tubo: repetir o procedimento substituindo o íon cloreto por carbonato). Adicione solução

de ácido nítrico a ambos os tubos.

Cl- + Ag+ ⇔ AgCl

Interferentes:

1. Separe em quatro partes o precipitado formado no primeiro tubo. Uma parte guarde

em ausência de luz. Depois de 10-15 minutos compare com precipitado que ficou

exposto a luz.

Page 12: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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2. Teste ainda as duas partes restantes do precipitado formado no primeiro tubo com

solução diluída de NH4OH e Na2S2O3.

AgCl + 2NH4OH ⇔ [Ag(NH3)2]+ + 2H2O + Cl-

AgCl + 2S2O32- ⇔ [Ag(S2O3)2]3- + Cl-

Procedimento:

Interferentes: Observações:

Sulfato Utilize dois tubos de ensaio para o experimento seguinte e compare os resultados:

Primeiro tubo: solução de sal solúvel de bário e adição de sulfato. (segundo

tubo: repetir o procedimento substituindo o íon sulfato por carbonato) Adicione solução

de ácida a ambos os tubos

a) íon bário

SO42- + Ba2+ ⇔ BaSO4(s)

Procedimento:

Interferentes:

1. Teste a solubilidade do precipitado com ácidos (ácido acético 0,1 mol/l, ácido forte 0,1 mol/L, ácido

concentrado).

Observações:

Page 13: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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b) íon chumbo

SO42- + Pb2+ ⇔ PbSO4

Procedimento:

Interferentes: Teste a solubilidade do precipitado com base forte. Observações:

Carbonato

a) Ácidos diluídos

CO32- + 2H+ ⇔ H2CO3 ⇔ H2O + CO2↑

Monte um sistema para recolher o gás formado, fazendo-o passar através de uma

solução do Ca(OH)2 ou Ba(OH)2.

Procedimento:

Interferentes:

b) Íons da família 2A (alcalino terrosos) e outros íons metálicos Faça o teste usando

pelo menos três íons da família 2 A e pelo menos três íons NÃO pertencentes a

família 1 A e 2 A

Mn+ + CO32- ⇔ M2 (CO3)n

Procedimento:

Interferentes: Teste a solubilidade do precipitado com ácidos. Quais os sais de carbonato de formula

M2(CO3)n são solúveis em água?:

Page 14: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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Acetato

a) Ácido sulfúrico diluído

CH3COO- + H+ ⇔ CH3COOH↑

Procedimento:

Interferentes:

b) Íon Ferro (III)

6CH3COO- + 3Fe3+ + 2H2O ⇔ [Fe3(CH3CO2)6(H2O)6]3+ + 2H+

[Fe3(OH)2(CH3COO)6]+ + 4H2O ↔ 3Fe(OH)2CH3COO↓ + 3CH3COOH + H+

Procedimento:

Interferentes:

c) Esterificação (faça o teste usando dois tipos de álcool) e como catalisador ácido

sulfúrico concentrado

H3C-CO2H + R-OH ⇔ H3C-CO2-R + H2O

Procedimento:

Interferentes:

d) Amostras sólidas contendo acetato trituradas com KHSO4 sólido

MAc (s) + KHSO4(s) → MKSO4 (s) + CH3CO2H↑

Procedimento:

Interferentes:

Page 15: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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.III- Reações Recomendadas para Identificação dos Íons Magnésio, Bário, Cálcio e

Estrôncio (Grupo IV).

Obs. O Mg2+ faz parte do grupo V.

Magnésio

a) hidróxidos alcalinos

Mg2+ + 2OH- ⇔ Mg(OH)2

Procedimento:

Interferentes: adicione um sal de amônio ao precipitado

b) hidróxido de amônio

Mg2+ + 2NH3 + 2H2O ⇔ Mg(OH)2↓ + 2NH4+

Procedimento:

Teste a solubilidade do precipitado com sal de amônio.

c) carbonato de sódio ou potássio

Mg2+ + CO32- + ⇔ MgCO3↓

Procedimento:

Interferentes: teste a solubilidade do precipitado em presença de sais amônio

.

d) carbonato de amônio

5Mg2+ + 6CO32- + 7H2O ⇔ 2MgCO3.Mg(OH)2.5H2O + 2HCO3

-

Procedimento:

Interferentes: teste a solubilidade do precipitado em presença de sais amônio.

Page 16: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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e) Hidrogenofosfato de dissódio

Mg2+ + NH3 + HPO42-

⇔ Mg(NH4)PO4↓

Procedimento: Utilize o menor volume possível de solução de magnésio

Observar ao microscópio

Interferentes: teste a solubilidade do ppt com ácidos fracos e fortes. Repita o procedimento para os

íons cálcio, bário e estrôncio

f) Magneson I ou para-Nitrobenze-azo-resorcinol , NO2-(C6H4)-N2-(C6H3)-(OH)2

Procedimento: Utilize o menor volume possível de solução de magnésio

Interferentes:

Bário a) hidróxidos alcalinos

Ba2+ + 2OH- ⇔

Procedimento: (compare com o íon Mg2+)

Interferentes:

b) Carbonatos: faça o teste usando: a) carbonato de sódio b) carbonato de amônio

Ba2+ + CO32- ⇔ BaCO3

Procedimento:

Interferentes: teste o precipitado em presença de sais de amônio e ácidos

Page 17: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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c) Íons sulfato

Ba2+ + SO42- ⇔ BaSO4

Procedimento:

Teste a solubilidade do precipitado com ácidos

c) Íon cromato/dicromato. Estudo do equilíbrio cromato/dicromato:

c.1) divida uma solução de cromato em três tubos de ensaio. Reserve um deles como

padrão. Ao 2º adicione algumas gotas de ácido forte e ao 3º solução de base forte.

Observe.

Repita o procedimento utilizando agora o dicromato. Tente explicar o que aconteceu!

Cr2O72- + H2O ⇔ 2CrO4

2- + 2H+

Cor=

c.2 ) Íon cromato

Ba2+ + CrO42- ⇔ BaCrO4

Procedimento:

Interferentes: teste a solubilidade do precipitado com ácido forte

3c) Íon dicromato

2Ba2+ + Cr2O72- + H2O ⇔ 2BaCrO4 + 2H+

Procedimento:

Divida o precipitado em 3 partes iguais. Deixe um tubo como padrão e teste cada um

dos demais tubos com: a) com ácido acético/acetato de sódio b) ácido acético.

Page 18: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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Estrôncio

a) Carbonato faça o teste usando: a) carbonato de sódio b) carbonato de amônio

Sr2+ + CO32- ⇔ SrCO3

Procedimento:

Interferentes: teste o precipitado em presença de sais de amônio

b) Íon sulfato

Sr2+ + SO4 2- ⇔ SrSO4

Procedimento:

Interferentes: refaça a reação usando ion carbonato no lugar de ion sulfato

c) Íon Oxalato

Sr2+ + C2O42- ⇔ SrC2O4

Procedimento:

Interferentes: refaça a reação usando íon bário no lugar do íon estrôncio

Teste a solubilidade do precipitado com ácidos.

d) Íon dicromato

2Sr2+ + Cr2O72- + H2O ⇔ 2SrCrO4 + 2H+

Procedimento:

Interferentes:

Page 19: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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Divida o precipitado em 3 partes iguais. Deixe um tubo como padrão e teste cada um

dos demais tubos com: a) com ácido acético/acetato de sódio b) ácido acético.

Cálcio

a) Carbonato faça o teste usando: a) carbonato de sódio b) carbonato de amônio

Ca2+ + CO32- ⇔ CaCO3

Procedimento:

Interferentes: teste a solubilidade do precipitado em presença de sais amônio.

b) Íon sulfato: faça o teste usando solução quente de: a) sulfato de sódio b) sulfato de

amônio.

Ca2+ + SO42- ⇔ CaSO4

Procedimento:

Interferentes:

Teste a solubilidade do precipitado com sais de amônio e ácido

.c) Íon oxalato

Ca2+ + C2O42- ⇔ CaC2O4

Procedimento:

Interferentes:

Teste a solubilidade do precipitado com ácidos

Faça uma Tabela comparando as propriedades dos íons Mg2+, Ca2+,

Ba2+ e Sr2+

Page 20: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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EXECUÇÃO DA ANÁLISE

Alguns caminhos podem ser propostos para identificar os íons presentes em uma

amostra desconhecida. Você pode encontrar em livros estes andamentos de análise,

porém lembre-se que eles foram feitos para um tipo de amostra problema. Muitas vezes

a sua amostra pode ser mais simples, e se você traçar um caminho mais lógico, você

gastara menos tempo e também evita resultados "falseados". Porém lembre-se que este

"caminho" ou andamento de análise é uma parte do "método científico" que você está

utilizando no problema "análise de cátions e ânions" e, portanto, ele deverá ser

fundamentado em informações iniciais ou observações experimentais.

Apresentamos abaixo uma sugestão de como você pode trabalhar na amostra

problema.

1. Ensaios Preliminares

1.a. O material deve ser observado cuidadosamente, cor, odor, densidade,

estrutura cristalina e solubilidade são informações que podem ser muito importantes em

alguns instantes da análise.

1.b. Testes com papel de tornassol na solução da amostra podem dar indícios

importantes. Uma solução acida não deve conter carbonato, por exemplo.

1.c. Ensaios de chama e aquecimento de sais sólidos podem resultar em

informações importantes.

1.d. Solubilidade da amostra pode apresentar informações importantes, mas é

necessário muito cuidado nas observações e ensaios realizados. Lembre-se que grande

quantidade de amostra requer grande quantidade de solvente.

2. Provas com a substância sólida

Se a sua amostra for sólida, você pode testar diretamente com pequenas porções:

carbonato, amônio e acetato.

3. Pesquisa de Ânions

Os ânions não identificáveis nas provas a partir da substância sólida devem ser

pesquisados no EXTRATO COM SODA ("soda" é o nome comercial do carbonato de

sódio). Este extrato é preparado, em um béquer, com uma pequena porção da amostra,

Page 21: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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ao qual adicionam-se 10 ml de solução saturada de carbonato de sódio. Agita-se bem e

aquece-se à ebulição durante 5 minutos, e filtra-se.

Com o filtrado são feitas as provas dos ânions e com o precipitado, que devem

ser os cátions que apresentam carbonatos insolúveis, os quais podem ser trabalhados

após dissolução com ácido diluído.

4. Pesquisa dos cátions

Existem duas possibilidades, a amostra pode ser solúvel ou muito pouco solúvel

em ácido clorídrico diluído (apresenta resíduo). Em ambos os casos, um pouco da

amostra deve ser extraído duas vezes com pequenos volumes de ácido clorídrico

diluído, uma ou duas vezes com ácido clorídrico concentrado à ebulição se necessário,

separando-se os extratos por filtração. A reunião destes extratos constitui o que

chamaremos de extrato clorídrico. Se ele ficar muito turvo, deve-se diluir ao dobro com

água destilada, centrifugar e concentrar ao volume original. A análise dos cátions é feita

neste extrato clorídrico.

Se a amostra apresentar resíduo, este deve ser tratado por FUSÃO

ALCALINA. Sendo que no sobrenadante faz-se a pesquisa de ânions (quais?), e no

resíduo após a lavagem com água destilada quente, e dissolução com ácido clorídrico

diluído, pesquisa-se os cátions possíveis (quais?).

SEPARAÇÃO DOS CATIONS MAGNÉSIO, CÁLCIO, ESTRONCIO E BÁRIO

Em tubo de ensaio, faz-se uma mistura das soluções dos cloretos (ou nitrato)

desses 4 cátions (no máximo 10 gotas de cada solução). Aquece-se essa mistura com

cuidado (aproximadamente 60°C) e adiciona-se solução de cloreto de amônio e

carbonato de amônio até não haver mais formação de precipitado, mantendo-se a

temperatura a 60°C durante alguns minutos. Em seguida centrifuga-se durante 2-3

minutos. O precipitado deve ser lavado com duas pequenas porções de água quente

contendo carbonato de amônio. O sobrenadante e as águas de lavagens são reunidos em

um béquer e evaporados a cerca de 2 ml. Com parte dessa solução faz-se a identificação

do magnésio.

Page 22: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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O precipitado dos carbonatos é dissolvido pela adição, do menor volume

possível, de ácido acético diluído quente (50-60°C). Essa solução deve ser tamponada

pela adição de solução de acetato de sódio (volume mais ou menos igual ao do ácido

acético adicionado previamente) e igual volume da solução de dicromato de potássio.

Aquece-se durante alguns minutos e centrifuga-se quando frio. Para testar se o

precipitado é realmente, BaCrO4 deve se adicionar a ele ácido clorídrico diluído. Na

solução resultante, faz-se a prova de coloração de chama para confirmar a presença de

bário.

Com solução de onde foi separado o precipitado amarelo, repete-se o tratamento

com hidróxido e carbonato de amônio, nas condições já indicadas. Centrifuga-se e lava-

se com água contendo carbonato de amônio, até o precipitado ficar branco. Dissolve-se

o precipitado com o menor volume possível de ácido acético diluído quente. Leva-se

essa solução à ebulição e adicionam-se cerca de 2 ml da solução de sulfato de amônio,

aquece-se, alcaliniza-se com hidróxido de amônio e centrifuga-se. Com o precipitado

branco faz-se a prova de coloração a chama a fim de confirmar a presença de estrôncio.

O sobrenadante, que deve ser acético, é tratado, à ebulição, com cerca de 1 ml de

solução de oxalato de amônio. Deixa-se esfriar e centrifuga-se. Com o precipitado

executa-se a prova de coloração a chama para confirmar a presença de cálcio.

Page 23: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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ESQUEMA DE SEPARAÇÃO

Ca2+ Sr2+ Ba2+ Mg2+

HCl depois NH4OH e (NH4)2CO3

CaCO3

SrCO3

BaCO3

Mg2+

HAc (NH4)2HPO4 + NH4OH

Ca2+

Sr2+

Ba2+

MgNH4PO4.6H2O Observar ao microscópio

K2Cr2O7

Ca2+

Sr2+

BaCrO4

NH4OH + (NH4)2CO3

CaCO3

SrCO3

HAc

Ca2+

Sr2+

(NH4)2SO4

Ca2+

SrSO4

(NH4)2C2O4

CaC2O4

Page 24: Apostila de Química Analítica Qualitativa

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Questões

1. O carbonato de amônio é conhecido como o reagente do grupo IV (Ca2+, Sr2+, Ba2+).

Procure em um livro de Química Analítica Qualitativa, informações sobre este

reagente e represente as reações dos equilíbrios entre íons que existe em uma

solução aquosa de carbonato de amônio.

2. Como proceder para precipitar somente o íon K+ de uma solução que contam K+ e

NH4+ usando como agente precipitante o cobaltinitrito de sódio?

3. Que regente ou teste simples poderia ser utilizado para distinguir entre as duas

espécies em cada um dos seguintes pares? Escreva equações para as reações que

ocorrem. a) K+ e Na+ ; b) KNO3(s) e NH4NO3(s); c) NH4NO3(s) e NaNO3(s).

4. Pôr que se deve precipitar AgCl em meio ácido?

5. A uma solução contendo íon cloreto, adicionaram-se algumas gotas de solução

diluída de HNO3 e solução de AgNO3. Em seguida, adiciona-se solução diluída de

NH4OH e finalmente solução diluída de HNO3. Descreva o que se deve esperar que

aconteça com a solução em cada uma destas etapas e represente os equilíbrios

químicos envolvidos (Referencia Complementar: Kuya M. K., Química Nova, 16(5)

(1993))

6. "Compostos pouco solúveis de carbonatos podem ser solubilizados pela adição de

ácidos". A partir desta afirmação, um aluno tentou solubilizar uma amostra de

carbonato utilizando solução de ácido sulfúrico e não obteve o resultado esperado.

Explique o fato.

7. Qual a função do H2SO4 em reações de esterificação?

8. Pôr que a reação que resulta na formação de acetato de isoamila é preferível ao

acetato de etila no teste para confirmação de íon acetato?

9. Procure o valor do Kps do CaSO4, SrSO4 e BaSO4. Descreva o que se espera que

ocorra quando:

a) Uma solução saturada de CaSO4 sem corpo de fundo é adicionada a uma solução

de BaCl2.

b) Uma solução saturada de BaSO4 sem corpo de fundo é adicionada a uma solução

de CaCl2.

Page 25: Apostila de Química Analítica Qualitativa

25

10. Escreva todos os possíveis equilíbrios que são estabelecidos quando dissolvemos em

água:

a) HCl f) Na2CO3

b) NaOH g) NaCN

c) H2SO4 h) K2Cr2O7

d) H2C2O4 i) NH4Ac

e) NH4Cl j) (NH4)2CO3

11. Através dos possíveis equilíbrios estabelecidos na solução aquosa explique porque o

oxalato de bário (BaC2O4) é solúvel em meio ácido enquanto que o sulfato de bário

(BaSO4) não o é.

12. que acontece com o pH de uma solução diluída de hidróxido de sódio, quando

adicionamos NH4Cl? (Não considere os efeitos da diluição pelo aumento do

volume).

13. Pôr que adição de NH4Cl solubiliza precipitados de Mg(OH)2?

14. Pôr que é usado o íon dicromato ao invés do sulfato na separação inicial do íon bário

de outros membros do Grupo (II)?

15. Por engano você adiciona solução de (NH4)2SO4 ao invés de solução de (NH4)2CO3

para precipitar os cátion do Grupo II, o que resulta na formação de um sólido branco

insolúvel em ácido clorídrico. O que deve ser feito para obter os cátion do grupo II

na forma de íons para iniciar o procedimento da forma correta?

16. Pôr que os íons fluoreto ou fosfato não são utilizados como agente precipitante do

Grupo 2?

17. Um sólido branco dissolve-se completamente em ácido acético produzindo uma

solução que não forma precipitado quando é adicionado K2CrO4(aq). A adição de

(NH4)2SO4(aq) a esta solução produz um precipitado branco que após o tratamento

com Na2CO3(aq) e HCl concentrado produz uma coloração carmim no teste de

chama. A água-mãe do precipitado não produz nenhuma coloração no teste de

chama. Que íons estão presentes, quais estão ausentes e sobre quais se pode ficar em

dúvida?

18. Explique o método de abertura de uma amostra, usando-se a fusão alcalina.

Page 26: Apostila de Química Analítica Qualitativa

26

IV- Reações recomendadas para identificação de alguns ânions - 2

Nitrato

a) Íon ferro(II) e H2SO4 concentrado

NO3- + 3Fe2+ + 4H+ ⇔ NO +3Fe3+ + 2H2O

NO + Fe2+ ⇔ [Fe(NO)]2+

Procedimento:

Interferentes:

Cor = anel marron

b) Redução de nitratos a NH3 pelo hidrogênio nascente em meio alcalino

Zno + 2H2O ⇔ Zn(OH)2 + H2↑

Zn(OH)2 + 2OH- ⇔ [Zn(OH)4]2-

NO3- + 4H2 ⇔ NH3↑ + 2H2O + OH-

Ou

NO3- + 4Zn0 + 7OH- + 6H2O NH3↑ + 4[Zn(OH)4]2-

Procedimento:

Interferentes:

c) Difenilamina (C6H5.NH.C6H5)

2 C6H5--NH-- C6H5 + HNO3 → C6H5--NH-- C6H4-- C6H4--NH-- C6H5

C6H5--NH-- C6H4-- C6H4--NH-- C6H5 + HNO3 → C6H5--N== C6H4== C6H4==N+ H--

C6H5 (cor azul)

Procedimento:

Interferentes:

Page 27: Apostila de Química Analítica Qualitativa

27

Nitrito

a) Ácido forte diluído

NO2- + H+ ⇔ HNO2

3HNO2 ⇔ HNO3 + 2NO + H2O

2NO + O2 (ar) ⇔ 2NO2 ↑

Procedimento:

Interferentes:

b) Íon ferro(II) e ácido diluído

NO2- + H+ ⇔ HNO2

3HNO2 ⇔ HNO3 + 2NO + H2O

Fe2+ + NO ⇔ [Fe(NO)]2+

Procedimento:

Interferentes:

c) Oxidação de iodeto em meio ácido

2HNO2 + 2I- + 4H+ ⇔ 2NO + I2 + 2H2O

Extrair em solvente orgânico

Procedimento:

Interferentes:

Page 28: Apostila de Química Analítica Qualitativa

28

d) Redução de permanganato em meio ácido

5HNO2 + 2MnO4- + 6H+ ⇔ 5NO3

- + 2Mn2+ + 3H2O

Procedimento:

Interferentes:

e) Redução a NH3 pelo hidrogênio nascente em meio alcalino

Zno + 2H2O ⇔ Zn(OH)2 + H2

Zn(OH)2 + 2OH- ⇔ [Zn(OH)4]2-

NO2- + 3H2 ⇔ NH3 ↑ + H2O + OH-

Procedimento:

Interferentes:

f) Eliminação com sal de amônio

HNO2 + NH4+ ⇔ N2↑ + 2H2O + H+

Procedimento:

Interferentes:

Fluoreto (demonstrativo)

a) Ácido sulfúrico concentrado (aquecer levemente em cadinho de chumbo coberto

com placa de vidro).

2F- + H2SO4 ⇔ H2F2 + SO42-

2H2F2 + SiO2 ⇔ SiF4 + 2H2O

3SiF4 + 3H2O ⇔ 2[SiF6]2- + H2SiO3 + 4H+

Procedimento:

Interferentes:

Page 29: Apostila de Química Analítica Qualitativa

29

Fosfato

a) Íon prata

HPO42- + 3Ag+ ⇔ Ag3PO4 + H+

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

(Testar a solubilidade do precipitado em ácido e amônia)

b) Íon magnésio

Mg2+ + HPO42-+ NH4OH + 5H2O ⇔ MgNH4PO4.6H2O (observar ao microscópio)

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

c) Molibdato de amônio em meio ácido nítrico

HPO42- + 12MoO4

2- + 23H+ + 3NH4+ ⇔ (NH4)3[P(Mo3O10)4] + 12H2O

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

Page 30: Apostila de Química Analítica Qualitativa

30

V- Reações Recomendadas para Identificação dos Íons Níquel, Cobalto, Manganês,

Zinco, Ferro(II), Ferro(III), Alumínio e Cromo (Grupo do Sulfeto de Amônio) –

Grupo III

Níquel

a) Sulfeto de amônio

Ni2+ + S2- ⇔ NiS

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

b) Hidróxido de amônio

Ni2+ + 2NH4OH ⇔ Ni(OH)2 + 2NH4+

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

Testar precipitado com excesso de reagente

Ni(OH)2 + 6NH4OH ⇔ [Ni(NH3)6]2+ + 6H2O

Page 31: Apostila de Química Analítica Qualitativa

31

c) Hidróxido de sódio

Ni2+ + OH- ⇔ Ni(OH)2

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

c.1) testar o precipitado com excesso de reagente e sal de amônio.

c.2) teste também o precipitado Ni(OH)2 com água de cloro (solução de hipoclorito,

ClO-).

2Ni(OH)2 + ClO- + H2O + H2O ⇔ 2Ni(OH)3 + Cl-

Cor= verde Cor=

d) Dimetilglioxima ( H3C-C(N-OH)-C(N-OH)-CH3 ou H2DMG)

Ni2+ + 2H2DMG ⇔ Ni(HDMG)2 + 2H+

A dimetilglioxima de fórmula molecular C4H8O2N2, reage como um diácido fraco e

vamos representá-lo como H2DMG.

Procedimento:

Kformação= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

Cobalto

a) Sulfeto de amônio

Co2+ + S2- ⇔ CoS

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

Page 32: Apostila de Química Analítica Qualitativa

32

b) Hidróxido de amônio

Co2+ + X- + NH4OH ⇔ Co(OH)X + NH4+

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

Testar o precipitado com excesso de reagente

Co(OH)X + 6NH4OH ⇔ [Co(NH3)6]2+ + X- + OH- + 6H2O

c) Hidróxido de sódio

Co2+ + X- + OH- ⇔ Co(OH)X

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

Testar com ligeiro excesso de reagente e aquecimento

Co(OH)X + OH- ⇔ Co(OH)2 + X-

Anote a cor do precipitado. Separe uma parte deste precipitado e deixe exposto

ao ar, observe suas transformações durante a aula. Com outra parte do precipitado faça

testes com H2O2 ou água de cloro.

2Co(OH)2 + 1/2 O2 + H2O ⇔ 2Co(OH)3 Cor= preto-marrom

(Co2O3.3H2O)

2Co(OH)2 + OCl- + H2O ⇔ 2Co(OH)3 + Cl-

Page 33: Apostila de Química Analítica Qualitativa

33

d) Nitrito na presença de potássio e ácido acético

Co2+ + NO2- + 2H+ ⇔ Co3+ + NO + H2O

Co3+ + 6NO2- + 3K+ ⇔ K3[Co(NO2)6]

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

e) Tiocianato de amônio

Utilize alguns cristais de tiocianato e faça extração com éter, acetona ou álcool amílico.

Co2+ + 4SCN- ⇔ [Co(SCN)4]2-

2H+ + [Co(SCN)4]2- ⇔ H2[Co(SCN)4]

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido nas reações:

Manganês

a) Sulfeto de amônio

Mn2+ + S2- ⇔ MnS

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

Page 34: Apostila de Química Analítica Qualitativa

34

b) Hidróxido de amônio

Mn2+ + 2NH4OH ⇔ Mn(OH)2 + 2NH4+

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

Testar o precipitado com excesso de reagente

c) Hidróxido de sódio

Mn2+ + 2OH- ⇔ Mn(OH)2

Anote imediatamente a cor do precipitado

Separe uma parte do precipitado e deixe exposto ao ar, observe suas transformações

durante a aula. Com a outra parte do precipitado faça teste com H2O2 ou água de cloro.

Mn(OH)2 + 1/2 O2 ⇔ MnO(OH)2

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

d) Perssulfato de potássio com ácido sulfúrico diluído

2 Mn2+ + 5 K2S2O8(s) + 8 H2O ⇔ 2MnO4- + 10 SO4

2- + 16 H+ + 10 K+

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

Page 35: Apostila de Química Analítica Qualitativa

35

Zinco

a) Sulfeto de amônio

Zn2+ + S2- ⇔ ZnS

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

b) Solução saturada de H2S

Zn2+ + H2S ⇔ ZnS + 2H+

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

c) Hidróxido de amônio

Zn2+ + 2NH4OH ⇔ Zn(OH)2 + 2NH4+

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

Teste o precipitado com excesso de reagente

Zn(OH)2 + 4NH4OH ⇔ [Zn(NH3)4]2+ + 2OH- + 4H2O

Page 36: Apostila de Química Analítica Qualitativa

36

d) Hidróxido de sódio

Zn2+ + OH- ⇔ Zn(OH)2

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

Teste o precipitado com excesso de reagente

Zn(OH)2 + 2OH- ⇔ [Zn(OH)4]2-

e) Ferrocianeto de potássio em meio ácido acético

3Zn2+ + 2K+ + 2[Fe(CN)6]4- ⇔ K2Zn3[Fe(CN)6]2

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

f) Difenilcarbazona (Ditizona)

C6H5N==NC(S)NHNHC6H5 ⇔ Zn(C6H5N==NC(S)NHNHC6H5)2 Cor= vermelho-

purpura

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

Page 37: Apostila de Química Analítica Qualitativa

37

Ferro(II)

a) Sulfeto de amônio

Fe2+ + S2- ⇔ FeS

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

b) Hidróxido de amônio

Fe2+ + 2NH4OH ⇔ Fe(OH)2 + 2NH4+

Teste a solubilidade do precipitado com sal amônio

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

c) Hidróxido de sódio

Fe2+ + 2OH- ⇔ Fe(OH)2

Separe rapidamente uma parte do precipitado e teste com H2O2. Compare com o

precipitado restante.

Fe(OH)2 + 2H2O + O2 ⇔ 4Fe(OH)3

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

Page 38: Apostila de Química Analítica Qualitativa

38

d) Ferricianeto de potássio

Fe2+ + [Fe(CN)6]3- ⇔ Fe3+ + [Fe(CN)6]4-

4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4- ⇔ Fe4[Fe(CN)6]3

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Conceito envolvido na reação:

Ferro(III)

a) Sulfeto de amônio

2Fe3+ + 3S2- ⇔ Fe2S3

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade= decompõe a

FeS + S em água quente

Conceito envolvido na reação:

b) Hidróxido de amônio

Fe3+ + 3NH4OH ⇔ Fe(OH)3 + 3NH4+ ou (Fe2O3.xH2O)

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

c) Hidróxido de sódio

Fe3+ + 3OH- ⇔ Fe(OH)3 + 3NH4+

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Page 39: Apostila de Química Analítica Qualitativa

39

d) Ferrocianeto de potássio

4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4- ⇔ Fe4[Fe(CN)6]3

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

e) Tiocianato

Fe3+ + 6SCN- ⇔ [Fe(SCN)6]3-

Procedimento:

Kformação= Cor= Solubilidade=

Testar a reação com íon F-

Fe3+ + 6F- ⇔ [FeF6]3- Kformação= 1,0 x 1016

Alumínio

a) Sulfeto de amônio

Al3+ + 3S2- + 3H2O ⇔ Al(OH)3 + 3HS-

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Page 40: Apostila de Química Analítica Qualitativa

40

b) Hidróxido de amônio

Al3+ + 3NH4OH ⇔ Al(OH)3 + 3NH4+

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

c) Hidróxido de sódio

Al3+ + 3OH- ⇔ Al(OH)3

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Testar o precipitado com excesso de reagente

Al(OH)3 + OH- ⇔ [Al(OH)4]-

d) Carbonato de sódio

3CO32- + 2Al3+ + 3H2O ⇔ 2Al(OH)3 + 3CO2

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

e) Alizarina ou Aliz- (formação da laca de alumínio)

[Al(OH)3]x + Aliz- ⇒ [Al(OH)3]x-1 . Al-(OH)2(Aliz) + OH-

Procedimento:

Page 41: Apostila de Química Analítica Qualitativa

41

Cromo

a) Sulfeto de amônio

Cr3+ + 3S2- + 3H2O ⇔ Cr(OH)3 + 3HS-

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

b) Hidróxido de amônio

Cr3+ + 3NH4OH ⇔ Cr(OH)3 + 3NH4+

Procedimento:

Cor= Solubilidade=

c) Hidróxido de sódio

Cr3+ + 3OH- ⇔ Cr(OH)3

Procedimento:

Cor= Solubilidade=

Teste o precipitado com excesso de reagente

Cr(OH)3 + OH- ⇔ [Cr(OH)4]-

Separe uma parte da solução resultante e adicione H2O2. Com outra parte

adicione dióxido de chumbo (PbO2). Reação de Chancel.

2[Cr(OH)4]- + 3H2O2 + 2OH- ⇔ CrO42- + 8H2O

2[Cr(OH)4]- + 3PbO2 + 6OH- ⇔ 2CrO42- + 3[Pb(OH)4]2- + H2O

Page 42: Apostila de Química Analítica Qualitativa

42

EXECUÇÃO DA ANÁLISE

SEPARAÇÃO DOS CATIONS FERRO, MANGANÊS, ALUMÍNIO,

CRÔMIO, ZINCO, NÍQUEL E COBALTO (Grupo III)

Existem algumas possibilidades diferentes para separar estes íons, aqui

mostraremos dois destes possíveis caminhos.

Método I

Em um béquer de 50 ml preparar uma mistura adicionando-se 10 gotas de

solução dos seguintes nitratos: Fe(NO3)3, Al(NO3)3, Cr(NO3)3, Ni(NO3)2, Co(NO3)2,

Mn(NO3)2 e Zn(NO3)2.

Aquece-se à ebulição e adiciona-se hidróxido de amônio até o meio ficar

ligeiramente básico. Junta-se solução de sulfeto de amônio até que a precipitação tenha

sido quantitativa, mantendo-se a temperatura a cerca de 60°C durante 10 minutos.

Centrifuga-se e lava-se o precipitado de quatro a cinco vezes com pequenas porções de

solução diluída de cloreto de amônio (1 + 9) aquecida, contendo um pouco de sulfeto de

amônio.

O precipitado: Deve ser imediatamente transferido para uma cápsula e tratado

com ácido clorídrico diluído. Agita-se primeiramente a frio, aquecendo-se depois

ligeiramente entre 30 e 40°C até não haver mais desprendimento de H2S. Centrifuga-se

e lava-se o precipitado de quatro a cinco vezes com água.

No sobrenadante: Ferve-se para eliminação de H2S e procede-se a separação dos

íons Fe3+, Mn2+, Al3+ , Zn2+ e Cr3+ (*).

O precipitado: Deve ser transferido para uma cápsula e tratado, a quente, com o

menor volume possível de ácido nítrico diluído. Evapora-se em banho-maria até

secagem. Trata-se com um mínimo de água e procedem-se as identificações dos íons

Ni2+ e Co2+ , diretamente sem separação.

(*) Separação de Zinco, Manganês, Ferro, Alumínio e Cromo

A solução ácido clorídrico contendo os cátions em estudo, tratada com hidróxido

de sódio em excesso e gotas de água oxigenada é aquecida à ebulição durante 5

Page 43: Apostila de Química Analítica Qualitativa

43

minutos. Centrifuga-se ainda quente e lava-se com água quente, abandonando as águas

de lavagem.

O precipitado: Estes cátions podem ser identificados diretamente no precipitado,

sem necessidade de separação prévia. Com uma porção do precipitado, executam-se as

provas de identificação do ferro (III). Com outra porção procede-se a identificação do

manganês.

No sobrenadante: Separados o ferro e o manganês, o sobrenadante é acidulado

com ácido clorídrico diluído, depois de tratado com excesso de hidróxido de amônio e

aquecido à ebulição. Centrifuga-se e lava-se com água quente contendo hidróxido de

amônio. No precipitado branco, identifica-se o alumínio. Ao sobrenadante adiciona-se

ácido acético, acetato de sódio e cloreto de bário, aquece-se e separa-se o precipitado

amarelo que se forma por centrifugação.

No sobrenadante da separação identifica-se também o zinco.

Page 44: Apostila de Química Analítica Qualitativa

44

ESQUEMA DE SEPARAÇÃO

Fe2+ Fe3+ Mn2+ Al3+ Cr3+ Zn2+ Ni2+ Co2+

NH4OH + (NH4)2S

FeS

Fe2S3

Al(OH)3

Cr(OH)3

MnS

ZnS

CoS

NiS

HCl

Fe3+

Mn2+

Al3+

Cr3+

Zn2+

CoS

NiS

NaOH + H2O2

Fe(OH)3

MnO(OH)2

[Al(OH)

4]-

CrO42-

[Zn(OH)4]2-

HCl

Al3+

Cr2O72-

Zn2+

NH4OH

Al(OH)3

CrO42-

[Zn(NH3)6]2+

Hac + NaAc +

BaCl2

BaCrO4

Zn2+

Page 45: Apostila de Química Analítica Qualitativa

45

Método II

Em um béquer de 50 ml, adiciona-se 10 gotas dos nitratos dos cátions do grupo.

Aquece-se a mistura à ebulição e adiciona-se, primeiramente NH4Cl, e depois

NH4OH até o meio ficar alcalino. Centrifuga-se e lava-se a mistura de precipitados com

solução a quente de NH4Cl a 1%. Centrifuga-se.

O sobrenadante contém os cátions Co2+, Ni2+ e Zn2+ na forma de complexos

solúveis e parte do Mn2+. O precipitado contém os hidróxidos de Fe3+, Al3+, Cr3+ e

Mn2+.

Separação do Ferro, Alumínio, Cromo e Manganês

Transfere-se o precipitado para um tubo de ensaio com o auxílio de solução de

NaOH; adiciona-se cerca de 1 ml de H2O2 e aquece-se a ebulição por 5 minutos.

Centrifuga-se e lava-se o precipitado com água destilada quente. No precipitado que

pode conter Fe(OH)3 e MnO2.xH2O identifica-se o ferro e o manganês diretamente sem

separação. No sobrenadante que pode conter [Al(OH)4]- e CrO42-, adiciona-se HCl

diluído, trata-se com excesso de hidróxido de amônio e aquece-se a ebulição

centrifugando em seguida. No sobrenadante testa-se a presença de crômio pela adição

de BaCl2 em meio tamponado e no precipitado identifica-se Al3+.

Separação do Zinco, Níquel, Cobalto e Manganês

Ao sobrenadante adiciona-se algumas gotas de NH4OH e aquece-se,

adicionando-se solução de sulfeto de amônio até precipitação quantitativa, centrifuga-

se. Ao precipitado adiciona-se HCl 1:10, agita-se por cerca de 2 minutos e centrifuga-se.

O precipitado deve ser transferido para uma cápsula de porcelana e tratado com o menor

volume possível de ácido nítrico diluído. Evapora-se em banho-maria até secagem.

Trata-se com o mínimo de água e procede-se a identificação de Ni2+ e Co2+ diretamente

sem separação.

Ao sobrenadante que pode conter Zn2+ e Mn2+, elimina-se o H2S por fervura,

resfria-se e adiciona-se excesso de NaOH e gotas de H2O2, aquece-se brandamente

durante cerca de 2 minutos e centrifuga-se. No precipitado identifica-se o manganês e

no sobrenadante o zinco.

Page 46: Apostila de Química Analítica Qualitativa

46

ESQUEMA DE SEPARAÇÃO

Fe3+ Mn2+ Al3+ Cr3+ Ni2+ Co2+ Zn2+

NH4Cl + NH4OH

Fe(OH)3

MnO2.xH2

O

Al(OH)3

Cr(OH)3

[Ni(NH3)6

]2+

[Co(NH3)6]2+

[Zn(NH3)4

]2+

NaOH + H2O2 NH4OH + (NH4)2S

Fe(OH)3

MnO2.xH2

O

[Al(OH)4]-

CrO42-

NiS

CoS

ZnS

HCl + NH4OH HCl

Al(OH)3

CrO42-

NiS

CoS

Zn2+

BaCl2 HNO3 NaOH

BaCrO4

Ni2+

Co2+

[Zn(OH)4]2-

Page 47: Apostila de Química Analítica Qualitativa

47

Questões

1. Qual a vantagem de se fazer a redução do NO3- a NH3 em meio alcalino?

2. Como proceder para analisar: nitrato em uma solução que contém nitrito? E

nitrito em solução que contém nitratos. Escreva os passos e as reações possíveis.

3. O reagente (NH4)2S pode ser substituído por tioacetamida (em meio

alcalino). Mostre isso através de reações.

4. Sabe-se que o precipitado de Fe(OH)2 é branco, enquanto que Fe(OH)3 é

marrom avermelhado. Por que, na prática se obtém um precipitado verde quando OH- é

adicionado a uma solução contendo Fe(II)?

5. Por que a reação de Fe(III) com íon tiocianato deve ser feita em meio ácido?

6. Qual é o papel do solvente orgânico na reação entre o Co(II) e o tiocianato?

7. Quais os cuidados que devem ser tomados no teste de Ni(II) com

dimetilglioxima?

8. O que aconteceria se em uma mistura contendo Mg2+, Ba2+, Ca2+, Al3+,

Fe3+, Zn2+, Co2+, Ni2+, Mn2+, Cr3+ fosse aplicado o método I ou o método II de

separação?

9. O íon ferro(III) não forma complexo de amônia e nem complexo hidroxo. O

íon alumínio(III) forma somente complexo hidroxo e o íon zinco(II) forma ambos. Faça

um esquema através do qual os três íons poderiam ser separados entre si utilizando

como reagentes apenas amônia aquosa e hidróxido de sódio.

10. Justifique a observação de que uma cor rósea com tiocianato não é obtida

com uma solução de sulfato de ferro(II), recentemente preparada, embora esta

coloração vá se desenvolvendo quando a solução é deixada em repouso, durante algum

tempo.

11. Dadas as seguintes amostras, qual o procedimento mais rápido para se

chegar às respostas das questões propostas em cada um dos ítens?

a) Um pigmento preto utilizado num mural da Idade da Pedra é um carvão

vegetal ou pirolusita (MnO2)?

b) O material de uma determinada espátula é níquel, prata de níquel (Ni, Cu,

Zn) ou monel (Ni, Cu)?

c) Os flocos que você encontrou num banco de areia são de ouro ou de mica

revestida com "ouro dos tolos" (FeS2)?

Page 48: Apostila de Química Analítica Qualitativa

48

d) O creme cujo rótulo foi perdido contém ZnO, um adstringente e anti-séptico,

ou Al(OH)2Cl e um antiperspirante?

12. Esquematize os procedimentos possíveis mais rápidos que poderiam ser

empregados para analisar as seguintes amostras:

a) Uma solução contendo íons Cr3+ , Zn2+ e Al3+

b) Uma solução do pigmento azul-de-Thenard contendo íons Al3+ e Co2+.

c) Uma solução de solda de prata contendo íons Ag+, Cu2+ e Zn2+.

d) Uma solução de fio termopar (Chromel) contendo íons Cr3+ , Fe3+ e Ni2+.

e) O eletrólito de uma pilha seca usada, contendo Zn(NH3)4Cl2, NH4Cl e

MnO2.

13. O titânio é o sétimo mais abundante elemento da crosta terrestre e parece,

até mesmo, que é mais abundante nas rochas lunares. Em solução, o titânio é

normalmente encontrado no estado de oxidação 4+, principalmente como íons Ti(OH)3+

e Ti(OH)22+ . Seu óxido hidratado, TiO2.xH2O, é menos solúvel que os óxidos ou

hidróxidos de alumínio, ferro(III) e crômio(III), e não é anfótero. O sulfeto dele não

pode ser precipitado em solução aquosa. Titânio(IV) não forma complexo colorido com

o tiocianato mas reage com o peróxido de hidrogênio em solução acida, dando o TiO22+,

cuja coloração situa-se entre o amarelo e o vermelho. Como você modificaria a

análise sistemática de maneira que o titânio pudesse ser detectado?

14. Que procedimento você seguiria para responder a cada uma das seguintes

questões?

a) Identifique se uma substância branca é o pigmento litopônio (ZnS + BaSO4)

ou chumbo branco [Pb3(OH)2(CO3)2].

b) Identifique se o constituinte ácido de um pó de padaria é um fosfato

[Ca(H2PO4)2] ou alume [NaAl(SO4)2.12H2O] ou se contém os dois. (O pó conterá

também NaHCO3 e, talvez, outros constituintes como sulfato de cálcio e amido).

c) Identifique se um pó branco é farinha de bário (BaSO4) usada para facilitar

radiografia do estômago e dos intestinos ou gesso (CaSO4 1/2H2O).

Page 49: Apostila de Química Analítica Qualitativa

49

VI - Reações Recomendadas para Identificação dos Íons Mercúrio(II), Bismuto,

Cádmio e Cobre (Grupo do Ácido Sulfídrico) – grupo II

Mercúrio(II)

a) Gás sulfídrico em presença de HCl diluído

3Hg2+ + 2Cl- + 2H2S ⇔ Hg3S2Cl2 + 4H+

Hg3S2Cl2 + H2S ⇔ 3HgS + 2H+ + 2Cl-

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Teste a solubilidade do HgS com água régia ( água régia = 1 volume HNO3

concentrado + 3 volumes de HCl concentrado - Misturar e usar imediatamente).

b) Hidróxido de amônio

2Hg2+ + NO3- +4NH3 + H2O ⇔ HgO.Hg(NH2)NO3 + 3NH4

+

Procedimento:

Cor= Solubilidade=

c) Hidróxidos alcalinos

Hg2+ + 2OH- ⇔ HgO + H2O

Procedimento:

Cor= Solubilidade=

Testar a solubilidade em excesso de reagente

Page 50: Apostila de Química Analítica Qualitativa

50

d) Iodeto de potássio

Hg2+ + 2I- ⇔ HgI2

HgI2 + 2I- ⇔ [HgI4]2-

Procedimento:

KPs= Kformação= Cor= Solubilidade=

e) Agentes Redutores

2Hg2+ + Sn2+ + 2Cl- ⇔ Hg2Cl2 + Sn4+

Hg2Cl2 + Sn2+ ⇔ 2Hg° + Sn4+ + 2Cl-

Cu° + Hg2+ ⇔ Cu2+ + Hg°

Procedimento:

Inteferentes:

Bismuto

a) Sulfeto de hidrogênio

2Bi3+ + 3H2S ⇔ Bi2S3 + 6H+

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Testar a solubilidade do precipitado com HCl concentrado a quente e HNO3

diluído a quente (dentro da capela).

Bi2S3 + 6HCl → 2Bi3+ + 6Cl- + 3H2S

Bi2S3 + 8H+ + 2NO3- → 2Bi3+ + 3S + 2NO + 4H2O

Page 51: Apostila de Química Analítica Qualitativa

51

b) Hidróxido de amônio

Bi3+ + 2NH4OH + X- ⇔ Bi(OH)2X + 2NH4+

Procedimento:

Cor= Solubilidade=

Testar a solubilidade do precipitado em excesso de reagente.

c) Hidróxido alcalino

Bi3+ + 3OH- ⇔ Bi(OH)3

Levar o precipitado a ebulição

Bi(OH)3 → BiO.OH + H2O

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

d) Estanito de sódio (teste no papel de filtro)

Bi3+ + 3OH- ⇔ Bi(OH)3

2Bi(OH)3 + SnO22- ⇔ 2Bi° + 3SnO3

2- + 3H2O

Procedimento:

Cor=

Page 52: Apostila de Química Analítica Qualitativa

52

Cádmio

a) Sulfeto de hidrogênio

Cd2+ + H2S ⇔ CdS + 2H+

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Testar a solubilidade do precipitado com ácido forte

b) Hidróxido de amônio

Cd2+ + NH4OH ⇔ Cd(OH)X + NH4+

Procedimento:

Cor= Solubilidade=

Testar a solubilidade do precipitado em excesso de reagente.

Cd(OH)X + 4NH4OH ⇔ [Cd(NH3)4]2+ + X- + OH- + 4H2O

c) Hidróxido alcalino

Cd2+ + 2OH- ⇔ Cd(OH)2

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Page 53: Apostila de Química Analítica Qualitativa

53

Cobre

a) Sulfeto de hidrogênio

Cu2+ + H2S ⇔ CuS + 2H+

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Testar a solubilidade do precipitado com H2SO4 diluído a quente e ácido nítrico

concentrado a quente.

3CuS + 8HNO3 → 3Cu2+ + 6NO3- + 3S° + 2NO + 2H2O

S° + 2HNO3 → 2H+ + SO42- + 2NO

b) Hidróxido de amônio

Cu2+ + X- + NH4OH ⇔ Cu(OH)X + NH4+

Cu(OH)X + 4NH4OH ⇔ [Cu(NH3)]2+ + X- + OH- + H2O

Testar a solubilidade do precipitado em excesso de reagente.

Procedimento:

Kformação= Cor= Solubilidade=

c) Hidróxido alcalino

Cu2+ + 2OH- ⇔ Cu(OH)2

Aquecer a ebulição

Cu(OH)2 → CuO + H2O

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Page 54: Apostila de Química Analítica Qualitativa

54

d) Iodeto de potássio

2Cu2+ + 5I- ⇔ 2CuI + I3-

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

e) Ferrocianeto de potássio

2Cu2+ + [Fe(CN)6]4- ⇔ Cu2[Fe(CN)6]

Procedimento:

Kformação= Cor= Solubilidade=

Testar a solubilidade do precipitado com ácido diluído, hidróxido de amônio e

hidróxido de sódio.

f) Tiossulfato de sódio (em meio de H2SO4 diluído)

2Cu2+ + 2S2O32- + 2H2O ⇔ Cu2S + S° + 4H+ + 2SO4

2-

Aquecer a solução até ebulição

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Page 55: Apostila de Química Analítica Qualitativa

55

EXECUÇÃO DA ANÁLISE

SEPARAÇÃO DOS CATIONS MERCÚRIO(II), CHUMBO, BISMUTO,

CÁDMIO E COBRE (Grupo II)

Existem algumas possibilidades diferentes para separar estes íons, aqui

mostraremos dois destes possíveis caminhos.

Método 1

A solução contendo os cátions de mercúrio(II), chumbo, bismuto, cádmio, cobre

e cerca de 10% de ácido clorídrico concentrado., com um volume de cerca de 10 ml

deve ser colocada em um frasco erlenmeyer de 200 ou 250 ml, munido de um sistema

próprio para introdução de gases. Aquece-se a solução à ebulição, liga-se ao gerador de

H2S e faz-se passar uma corrente de gás, com a saída de segurança do frasco aberta,

durante alguns segundos no início, fechando-a em seguida e diminuindo a intensidade

da corrente de H2S. Após 1 minuto, interrompe-se a introdução de gás e adiciona-se um

volume de água quente igual ao original, introduzindo novamente H2S. Esta operação

deve ser feita duas vezes, isto é, a solução original deverá ser diluída ao triplo. Com

uma pequena porção da solução sobrenadante, faz-se uma prova com água de H2S, para

certificar-se de que a precipitação foi quantitativa; em caso contrário, deve-se adicionar

mais água quente e passar H2S por mais 5 minutos. Após a precipitação, deixa-se

repousar a cerca de 50°C durante 10 minutos. Filtra-se o precipitado dos sulfetos e lava-

se, de quatro a cinco vezes, com água quente. O precipitado deve ser imediatamente

transferido para uma cápsula e tratado com cerca de 5 ml de ácido nítrico (2 vol. dil. + 1

vol. conc.) e aquecido entre 40-50°C, durante 5 minutos. Dilui-se, filtra-se e lava-se.

Transfere-se o precipitado para uma cápsula e adiciona-se cerca de 2 ml de água régia

(3 vol. ác. clorídrico conc. + 1 vol. de ác. nítrico concentrado). Aquece-se até à

dissolução dos sulfetos, dilui-se ao dobro com água e filtra-se para separar o enxofre.

Nessa solução identifica-se o mercúrio(II), pelas provas já indicadas. Ao filtrado do

tratamento com ácido nítrico, adicionam-se cerca de 5 ml de ácido sulfúrico diluído e

evapora-se até desprendimento de vapores brancos. Deixa-se esfriar, adiciona-se ácido

sulfúrico diluído e filtra-se após 15 minutos. O precipitado deve ser dissolvido, para a

Page 56: Apostila de Química Analítica Qualitativa

56

identificação do chumbo, como já indicado. Ao filtrado do tratamento com ácido

sulfúrico, adiciona-se hidróxido de amônio em excesso e filtra-se.

Identifica-se o bismuto, no precipitado, com estanito de sódio, adicionando o

reagente sobre o filtro. O filtrado amoniacal de cor azul devido a presença de cobre,

deve ser tratado com solução de (NH4)2S.

Filtra-se o precipitado formado e trata-se com H2SO4 diluído (1:1), em uma

cápsula, a quente. Decanta-se o líquido sobrenadante, neutraliza-se com amônia e

adiciona-se (NH4)2S; um precipitado amarelo indica a presença de cádmio.

Page 57: Apostila de Química Analítica Qualitativa

57

ESQUEMA DE SEPARAÇÃO

Hg2+ Pb2+ Bi3+ Cu2+ Cd2+

HCl + H2S

HgS

PbS

Bi2S3

CuS

CdS

HNO3

HgS

Pb2+

Bi3+

Cu2+

Cd2+

H2SO4

PbSO4

Bi3+

Cu2+

Cd2+

NH4OH

Bi(OH)SO4

[Cu(NH3)4]2+

[Cd(NH3)6]2+

(NH4)2S

CuS

CdS

H2SO4

CuS

Cd2+

Page 58: Apostila de Química Analítica Qualitativa

58

Método II

Em um béquer de 50 ml, preparar uma mistura adicionando-se 2 ml de água

destilada e 25 gotas de solução dos seguintes nitratos: Hg(NO3)2, Bi(NO3)3, Cd(NO3)2 e

Cu(NO3)2.

1) Ajuste a pH próximo de 0,5 com HCl diluído.

2) Aquecer até quase a ebulição e passar H2S na solução quente durante cerca

de 3 minutos. Adicionar 10 ml de água quente e continuar borbulhando H2S até que não

haja mais precipitação (~ 3 min.). Filtrar e lavar o precipitado com pequenas porções de

água quente (recolher as águas de lavagem junto com o filtrado). Testar o filtrado se a

precipitação foi quantitativa. Caso apareça alguma turvação deve-se passar novamente

H2S, filtrar novamente e reunir os precipitados e as soluções.

O precipitado deve ser transferido para uma cápsula de porcelana e

tratado com cerca de 6 ml de HNO3 4M e aquecido entre 40-50°C, durante 5 minutos.

Dilui-se, filtra-se e lava-se. Transfere-se o precipitado para uma cápsula de porcelana e

adiciona-se cerca de 2 ml de água régia (3 vol. HCl conc. + 1 vol. HNO3 conc.).

Aquece-se até a dissolução dos sulfetos, dilui-se ao dobro com água e filtra-se para

separar o enxofre. Nessa solução identifica-se o mercúrio(II), pelas provas já indicadas.

Ao filtrado do tratamento com HNO3 adiciona-se cerca de 5 ml de H2SO4

diluído e evapora-se em cápsula de porcelana até desprendimento de vapores brancos.

Deixa-se esfriar, adiciona-se H2SO4 diluído e filtra-se após 15 minutos. O precipitado

deve ser dissolvido para a identificação do chumbo.

Ao filtrado do tratamento com H2SO4, adiciona-se NH4OH em excesso e

filtra-se. O precipitado branco deve ser lavado com pequenas porções de água.

Identifica-se o bismuto no precipitado, com estanito de sódio, adicionando o reagente

sobre o filtro.

O filtrado amoniacal de cor azul (devido a presença de cobre) deve ser

dividido em 2 alíquotas desiguais: a) alíquota menor, adicionar ácido acético diluído

gota a gota até meio ácido (comprovar com papel de tornassol) e em seguida acrescentar

sol. de K4[Fe(CN)6]. b) alíquota maior, acidificar com H2SO4 diluído (comprovar),

adicionar Na2S2O3 e aquecer até a ebulição com o que se deve obter uma solução

incolor e um precipitado. Passa-se então H2S no filtrado incolor, a formação de um

precipitado amarelo confirma a presença de Cd(II).

Page 59: Apostila de Química Analítica Qualitativa

59

Hg2+ Pb2+ Bi3+ Cu2+ Cd2+

HCl + H2S

HgS

PbS

Bi2S3

CuS

CdS

HNO3

HgS

Pb2+

Bi3+

Cu2+

Cd2+

água régia H2SO4

Hg2+

PbSO4

Bi3+

Cu2+

Cd2+

NH4OH

Bi(OH)SO4

[Cu(NH3)4]2+

[Cd(NH3)6]2+

Page 60: Apostila de Química Analítica Qualitativa

60

VII - Reações recomendadas para identificação de alguns ânions - 3

Brometo a) Íon prata (meio ácido)

Br- + Ag+ ⇔ AgBr

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Verificar a solubilidade do precipitado em NH4OH diluído e concentrado, e também em

(NH4)2CO3 e Na2S2O3.

b) Água de cloro* (trabalhar em meio ácido e extrair com solvente orgânico).

2Br- + Cl2 ⇔ Br2 + 2Cl-

Br2 + Cl2(excesso) ⇔ 2BrCl

Br2 + 5Cl2(excesso) + 6H2O ⇔ 2BrO3- + 10Cl- + 12H+

Procedimento:

Cor= Solubilidade= *Obs: Na prática, é mais conveniente empregar solução de hipoclorito de sódio diluído, acidulada com

ácido clorídrico diluído.

Iodeto a) Íon prata (meio ácido)

Ag+ + I- ⇔ AgI

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Interferentes:

Verificar a solubilidade do precipitado em NH4OH diluído e concentrado, e também em

(NH4)2CO3 e Na2S2O3.

Page 61: Apostila de Química Analítica Qualitativa

61

b) Água de cloro (meio ácido e extrair com solvente orgânico).

2I- + Cl2 ⇔ I2 +2Cl-

I2 + 5Cl2(excesso) + 6H2O ⇔ 2IO3- + 10Cl- + 12H+

Procedimento:

Cor= Solubilidade=

c) Água de bromo (meio ácido e extrair com solvente orgânico).

2I- + Br2 ⇔ I2 + Br-

Procedimento:

Cor=

d) Íon Cu2+

4I- + 2Cu2+ ⇔ 2CuI + I2

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

e) Agentes oxidantes

2I- + 2Fe3+ ⇔ I2 + 2Fe2+

10I- + 2MnO4- + 16H+ ⇔ 5I2 + Mn2+ + 8H2O

6I- + Cr2O72- + 14H+ ⇔ 3I2 + 2Cr3+ + 7H2O

Procedimento:

Interferentes:

Page 62: Apostila de Química Analítica Qualitativa

62

Sulfeto a) Ácido diluído

S2- + 2H+ ⇔ H2S

Procedimento:

Ka= Solubilidade=

Recobrir o tubo de ensaio com um papel de filtro umedecido com acetato de

chumbo.

b) Agentes oxidantes

S2- + I2 ⇔ S° + 2I-

S2- + 2Fe3+ ⇔ S° + 2Fe2+

5S2- + 2MnO4- + 16H+ ⇔ 5S° + Mn2+ + 8H2O

3S2- + Cr2O72- + 14H+ ⇔ 3S° + 2Cr3+ + 7H2O

Procedimento:

Sulfito a) Ácido forte diluído

SO32- + 2H+

⇔ SO2 + H2O

Recobrir o tubo de ensaio com um papel de filtro umedecido com dicromato em meio

ácido.

Procedimento:

Cor= Solubilidade=

b) Íon Ba2+ ou Íon Sr2+

SO32- + Ba2+ ⇔ BaSO3

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Testar a solubilidade do precipitado com ácido forte diluído.

Page 63: Apostila de Química Analítica Qualitativa

63

Tiossulfato a) Ácido forte diluído

S2O32- + 2H+ ⇔ S° + SO2 + H2O

Procedimento:

Cor= Solubilidade=

b) Solução de I2

I2 + 2S2O32- ⇔ 2I- + S4O6

2-

Procedimento:

Interferentes

c) Íon Ba2+

S2O32- + Ba2+ ⇔ BaS2O3

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Page 64: Apostila de Química Analítica Qualitativa

64

EXECUÇÃO DA ANÁLISE

SEPARAÇÃO E IDENTIFICAÇÃO DOS ÍONS CLORETO, BROMETO

E IODETO.

A) Brometo e Iodeto na presença um do outro e do cloreto (cloreto não interfere

nas reações):

Colocar 5 gotas de cada um dos haletos em um tubo de ensaio, acidificar com

HCl dil., adicionar 1-2 gotas de água de cloro e 2-3 ml de clorofórmio, agitar bem. O

aparecimento de uma cor violeta indica iodeto. Continue adicionando água de cloro,

gota a gota, a fim de oxidar o iodo a iodato e agite após cada adição. A cor violeta

desaparecerá e surgirá então uma cor alaranjada devido ao bromo dissolvido (e/ou

monocloreto de bromo, BrCl).

B) Cloreto na presença de brometo e/ou iodeto:

Este procedimento envolve eliminação do brometo e iodeto (mas não do cloreto)

por oxidação com persulfato de potássio na presença de ácido sulfúrico diluído:

2I- + S2O82- ⇔ I2 + 2SO4

2-

2Br- + S2O82- ⇔ Br2 + 2SO4

2-

Colocar 5 gotas de cada um dos haletos em um tubo de ensaio, acidificar com

H2SO4 dil. e adicionar K2S2O8 sólido (ponta de espátula), aquecer até eliminar

totalmente I- e Br-. Adicionar água se necessário. O líquido residual incolor é então

testado para cloreto com HNO3 dil. e AgNO3.

Page 65: Apostila de Química Analítica Qualitativa

65

VIII - Reações Recomendadas para Identificação dos Íons Prata, Mercúrio(I) e

Chumbo (Grupo do Ácido Clorídrico) – grupo I

Prata

a) Haletos em meio ácido diluído

Ag+ + X- ⇔ AgX onde x = Cl-, Br- ou I-

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Testar a solubilidade dos precipitados com ácido clorídrico concentrado

AgX + 2Cl- ⇔ [AgCl2]- + X-

b) Hidróxido alcalino

2Ag+ + 2OH- ⇔ Ag2O + H2O

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

c) Agentes redutores

2Ag+ + Zn° ⇔ Zn2+ + 2Ag°

2Ag+ + [SnCl4]2- + 2Cl- ⇔ 2Ag° + [SnCl6]2-

Procedimento:

Cor= Interferentes=

Page 66: Apostila de Química Analítica Qualitativa

66

d) Cromato de potássio

2Ag+ + CrO42- ⇔ Ag2CrO4

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Mercúrio(I)

(Hg22+ ⇔ Hg° + Hg2+)

a) Sulfeto de hidrogênio

Hg22+ + H2S ⇔ Hg° + HgS + 2H+

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

b) Hidróxido de amônio

2Hg22+ + NO3

- + 4NH4OH + H2O ⇔ HgO.Hg.NH2NO3 + 2Hg° + 3NH4+

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

c) Hidróxido alcalino

2Hg22+ + 2OH- ⇔ Hg2O + H2O

Procedimento:

Page 67: Apostila de Química Analítica Qualitativa

67

KPs= Cor= Solubilidade=

d) Iodeto

Hg22+ + 2I- ⇔ Hg2I2

adicionar excesso de reagente

Hg2I2 + 2I- ⇔ [HgI4]2- + Hg°

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

e) Cloreto e Brometo

Hg22+ + 2X- ⇔ Hg2X2

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

testar com ácido clorídrico concentrado

Hg2X2 + 4Cl- ⇔ [Hg2Cl4]2- + 2X-

testar com hidróxido de amônio

Hg2X2 + 2NH3 ⇔ Hg° + Hg(NH2)X + NH4+ + X-

f) Agentes redutores

Hg22+ + [SnCl4]2- + 2Cl- ⇔ 2Hg° + [SnCl6]2-

Hg22+ + Cu° ⇔ 2Hg° + Cu2+

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Page 68: Apostila de Química Analítica Qualitativa

68

g) Cromato de potássio

Hg2+2 + CrO4

2- ⇔ Hg2CrO4

aquecer o precipitado formado

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Chumbo a) Sulfeto de hidrogênio

Pb2+ + H2S ⇔ PbS + 2H+

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

b) Cloreto

Pb2+ + 2Cl- ⇔ PbCl2

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

dividir precipitado em três partes e testar

b1) Solubilidade de PbCl2 em água quente.

b2) Ácido clorídrico concentrado.

PbCl2 + 2Cl- ⇔ [PbCl4]2-

b3) Sulfeto de hidrogênio em excesso de cloreto.

PbCl2 + H2S ⇔ ClPbSPbCl + 2H+

ClPbSPbCl + H2S ⇔ 2PbS + 2Cl+ + 2H+

Page 69: Apostila de Química Analítica Qualitativa

69

c) Brometo e iodeto

Pb2+ + 2X- ⇔ PbX2

PbX2 + 2X- ⇔ [PbX4]2-

Procedimento:

Cor=

d) Hidróxido de amônio

Pb2+ + 2NH4OH ⇔ Pb(OH)2 + 2NH4+

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

e) Hidróxido alcalino

Pb2+ + 2OH- ⇔ Pb(OH)2

Testar o precipitado com excesso de reagente

Pb(OH)2 + 2OH- ⇔ [Pb(OH)4]2-

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

f) Sulfato

Pb2+ + SO42- ⇔ PbSO4

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Page 70: Apostila de Química Analítica Qualitativa

70

g) Cromato de potássio

Pb2+ + CrO42- ⇔ PbCrO4

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

Testar a solubilidade do precipitado com HNO3 e NaOH

h) Hidrogenofosfato de sódio

3Pb2+ + 2HPO42- ⇔ Pb3(PO4)2 + 2H+

Procedimento:

KPs= Cor= Solubilidade=

testar a solubilidade em ácido nítrico diluído, ácido acético diluído, e solução de

hidróxido de sódio.

Page 71: Apostila de Química Analítica Qualitativa

71

EXECUÇÃO DA ANÁLISE

SEPARAÇÃO DOS CATIONS PRATA, MERCÚRIO(I) E CHUMBO

À uma solução contendo 10 gotas dos cátions em estudo, adiciona--se, às gotas,

ácido clorídrico 6M até que não se perceba mais formação de precipitado. Deixa-se em

repouso durante 10 minutos, ao abrigo da luz. Centrifuga-se e lava-se com 2 ml de água

fria, contendo 3 gotas de HCl 6M. Ferve-se o precipitado com água e centrifuga-se a

quente. Esse tratamento deve ser executado três vezes. Concentra-se o filtrado e

identifica-se o chumbo pelas provas com iodeto ou cromato. O precipitado deve ser

tratado duas vezes com pequeno volume de hidróxido de amônio. Na solução amoniacal

identifica-se a prata. O resíduo negro do tratamento com hidróxido de amônio indica a

presença de mercúrio.

ESQUEMA DE SEPARAÇÃO

Pb2+ Ag+ Hg22+

HCl

PbCl2

AgCl

Hg2Cl2

água quente

Pb2+

AgCl

Hg2Cl2

K2CrO4 NH4OH

PbCrO4

[Ag(NH3)2]+ + Cl-

HgNH2Cl + Hg°

HNO3

AgCl

Page 72: Apostila de Química Analítica Qualitativa

72

Na presença de grande quantidade de mercúrio(I) em relação à prata, é

aconselhável o seguinte procedimento: separa-se o chumbo como já indicado e trata-se

o precipitado em uma cápsula, com cerca de 2 ml de ácido nítrico concentrado, a

quente. Dilui-se com igual volume de água e filtra-se. No filtrado, identifica-se o

mercúrio e no precipitado a prata como já indicado.

Pesquisa dos Cátions

O extrato clorídrico é obtido com pequenas porções de HCl concentrado, quente,

até que não se note mais ataque ao resíduo e que a solução retirada seja incolor. Se o

resíduo restante for negro deve ser tratado co água-régia, em uma cápsula, e evaporado,

em banho-maria, até a secura. Adiciona-se, então, novamente, uma porção de HCl

concentrado quente e faz-se nova extração separando-se o resíduo que permanecer.

Todas as porções clorídricas devem ser reunidas e evaporadas até 1 ml (ou

aparecimento de precipitado). Dilui-se com água até cerca de 4 ml e deixa-se em

repouso, no escuro, para a sedimentação do precipitado formado(*). Centrifuga-se, no

filtrado serão precipitados os sulfetos. Com o precipitado procede-se a separação dos

cátions Ag+, Hg22+ e Pb2+.

O filtrado é tratado com H2S para a separação dos cátions deste grupo, conforme

já visto. Após a separação desses sulfetos, deve evaporar o filtrado até cerca de 2 ml e

submetê-los ao tratamento ou tratamentos necessários, para precipitação do grupo do

sulfeto de amônio.

(*) Caso a amostra fornecida não apresente resíduos (BaSO4, SrSO4, SiO2, HgS e certos

óxidos), adiciona-se solução diluída de HCl até precipitação quantitativa de Hg2Cl2,

PbCl2 e AgCl.

O filtrado do grupo do sulfeto de amônio contém geralmente grande

concentração de sais de amônio, o que pode perturbar a precipitação do "grupo do

carbonato de amônio", sendo, pois, aconselhável sua eliminação. Isto pode ser feito,

pela evaporação total da solução, em cápsula e posterior aquecimento do resíduo, com

uma pequena chama, até não haver mais desprendimento de fumaças brancas. Deixa-se

esfriar e trata-ser com água contendo ácido clorídrico. A eliminação dos sais de amônio,

Page 73: Apostila de Química Analítica Qualitativa

73

também pode ser feita, pelo tratamento do resíduo da evaporação, com ácido nítrico

concentrado e posterior eliminação deste, por secagem.

Questões

1. Qual é o reagente utilizado na análise qualitativa dos cátions do grupo IV (Hg2+,

Bi3+, Cd2+, Cu2+). Explique como regente do grupo IV pode ser gerado (escreva

as equações químicas).

2. Escreva as equações químicas dos cátions do grupo IV com seu regente de

grupo. Escreva todos os possíveis equilíbrios que ocorrem em solução aquosa.

3. Como você faria para diferenciar se uma solução é de nitrato mercuroso ou

nitrato mercúrico.

4. De que forma você comprovaria se uma amostra de rocha é Azurita

(Cu3(CO3)2(OH)2) ou Covelita (CuS). Escreva as equações químicas na sua

proposta de análise.

5. O bismuto pode ser encontrado na natureza na forma de Bismutita Bi(CO3)O2,

Beyrita Ca(BiO)(CO3)2 e Kettnerita CaBiCO3OF. Quais análises qualitativas

poderiam ser feitas para diferenciar as rochas? Escreva as equações químicas.

6. Por que os sulfetos do grupo IV são atacados com HNO3 (0,1M a quente) com

exceção do sulfeto de mercúrio (II)?

7. Como você separaria uma solução contendo os cátions Cu2+, Cd2+ e Bi3+?

8. Como você procederia através do menor número de testes qualitativos para

identificar as seguintes rochas: (a) Kolymite Cu7Hg6, (b) Eugenite Ag11Hg2, (c)

Balkanite Cu9Ag5HgS8, (d) Cu6Hg3As4S12.

9. Como você procederia para identificar se uma solução é sulfeto, sulfato ou

tiossulfato de sódio?

10. Descreva como você verificaria se uma solução contém brometo, cloreto e

iodeto.

11. Qual é o reagente utilizado na análise qualitativa dos cátions do grupo V?

Escreva as equações químicas dos cátions do grupo V com seu regente de grupo

e todos os possíveis equilíbrios que ocorrem em solução aquosa.

12. Como você procederia para isolar a prata das seguintes rochas: (a) Ángelaite

Cu2AgPbBiS4 (b) Argentojarosite AgFe(SO4)2(OH)6 (c) Argentopentlandite

Ag(FeNi)8S8.