PRECIPITAÇÃO DOS CÁTIONS DOS

GRUPOS II E III

PRECIPITAÇÃO FRACIONADA PRECIPITAÇÃO EM

ETAPAS

PRECIPITAÇÃO DOS SULFETOS CONTROLE DO pH

DA SOLUÇÃO

AGENTES PRECIPITANTES:

GÁS SULFÍDRICO, H2S.

OU

TIOACETAMIDA (FONTE PARA PRODUÇÃO DE H2S EM SOLUÇÃO):

MEIO ÁCIDO

H3C C

S

NH2

H2OH+

+ 2 H3CCOOH NH4++ + H2S

MEIO BÁSICO

H3C C

S

NH2

OH-+ 3 CH3COO- NH3+ + H2O 2-S+

METAIS GRUPO ANALÍTICO

REAGENTE DE GRUPO

MEIO REACIONAL

Ag+, Hg22+, Pb2+ I HCl HCl

Cu2+, Hg2+,Cd2+, Bi3+, outros

II H2S HCl

Ni2+,Co2+, Mn2+, Cr3+, Al3+, (Fe2+, FeS),

{Fe3+, Fe(OH)3}, Zn2+

III (NH4)2S NH4Cl/NH4OH

Ba2+, Sr2+, Ca2+, (Mg2+)

IV (NH4)2CO3 NH4Cl/NH4OH

Na+, K+, NH4+

(Mg2+) V Não há Adequado para

cada componente

MECANISMO DE PRECIPITAÇÃO

Me2+ + S2- MeS

Concentração de íons sulfeto depende do pH do meio já que o ânion sulfeto é um

ânion de ácido fraco

H2S ⇔ H+ + HS− Ka,1 = 9,1 x 10-8

HS− ⇔ H+ + S2− Ka,2 = 1,2 x 10-15

[S2-] = ka,1 x Ka,2 x [H2S] ________________________

[H+]2

ESTRATÉGIA PARA SEPARAÇÃO QUANTITATIVA DOS CÁTIONS DO

GRUPO II DOS CÁTIONS DO GRUPO III

SULFETO DE CÁDMIO = SULFETO MAIS SOLÚVEL DOS CÁTIONS DO

GRUPO II, KS = 1,4 X 10-15

SULFETO DE ZINCO = SULFETO MAIS INSOLÚVEL DOS CÁTIONS DO

GRUPO III, KS = 1,2X 10-23.

Se a concentração de sulfeto for suficiente para precipitar todo o cádmio,

quando este tiver sido precipitado quantitativamente, todos os outros

sulfetos, menos solúveis, do grupo III já terão precipitado!!!!

Resta saber em que pH eu consigo fazer isso, sem iniciar a precipitação de

íons Zn2+ como ZnS. Se o sulfeto de zinco, que é o mais insolúvel não

precipitar, com certeza, os mais solúveis é que não vão conseguir precipitar

mesmo!!!!

Zn2+ = 0,01 M

Cd2+ = 0,01 M

Solução saturada com H2S ∴[H2S] = 0,1 M

Precipitação quantitativa de Cd2+: considera-se que restará em solução apenas

0,01 % da concentração inicial do metal. Assim, para precipitação quantitativa de

Cádmio, ficará em solução apenas 10-6 M desse metal!!!

Ks, CdS = [Cd2+] x [S2-]

1,4 x10-28 10-6 M

[S2-] = 1,4 x 10-22 M

[S2-] = k x K x [H S] a,1 a,2 2 ______________

1,4 x 10-22 M 0,1 M

[H+]2

[H+] = 0,28 M ∴ pH = 0,5

Será que com a concentração de S2- que se tem em solução, o Zn2+ começa a precipitar?

Ks ZnS = [Zn2+] x [S2-]

1,2 x 10-23

1,0 x 10-2 M

∴ [S2-] para iniciar a precipitação do Zn2+ =

1,2 x 10-21 M

∴ Zn2+ não precipita e o pH de ∼ 0,5 pode ser usado

para separar os cátions do grupo II dos cátions do

grupo III!!!

ESTUDOS COMPARATIVOS DAS REAÇÕES DOS CÁTIONS: Co2+, Mn2+ , Fe2+ /Fe3+, Al3+ e Cu2+

Reagentes

Cátions

HCl dil. CH3CSNH2

Tioacetamida / H+ / ∆ (*)

Co2+

Mn2+

Fe3+

Al3+

Cu2+

(*) Utilizar a mistura obtida

no tratamento com HCl

Mex+

HCl 2M

CH3SNH2

∆

ppt.

Reagentes

Cations

NaOH excesso de NaOH

NH4OH excesso de NH4OH

(NH4)2S/NH4OH Obs.: Utilizar a

mistura obtida no tratamento com

excesso de NH4OH

Co2+

Mn2+

Fe3+

Al3+

Cu2+

(*)

ppt.

NH4OH exc.

NH4OH gota a gota

Mex+

(*)

(NH4)2S/NH4OH gota a gota

ppt. ou solução ppt.

OH- exc.

OH- gota a gota

Mex+

(**)

ppt. _____________ O que ocorre ? O que ocorre ?

VERIFICAÇÃO DA SOLUBILIDADE DOS SULFETOS (REALIZAR NA CAPELA) (Utilizar o precipitado obtido no tratamento com sulfeto de amônio / NH4OH

Precipitado

(**) Ks HCl HNO3 Água Régia

CoS

Al(OH)3

FeS

Fe(OH)3

MnS

CuS

Testes de solubilidade

ppt. (**)

Água régia

HNO3 dil.

HCl dil.

Obs.: Nos testes desolubilidade, usarpequena quantidadede precipitado.

REAÇÕES DE IDENTIFICAÇÃO DOS CÁTIONS

→ Cobalto:

a) tiocianato de amônio em meio ácido

cor

acetona

SCN- exc.

Co2+/HCl

b) nitrito e potássio em tampão HAc/Ac- HAc/Ac-

Co2+ → Ferro:

a) tiocianato

cor

SCN- exc.

Fe3+/HCl SCN- exc.

cor Fe3++ Co2+ /HCl

NO2- exc

K+

ppt.

F- exc.

cor

Eliminação

É possível identificar Fe3+ e

Co2+ numa mesma

amostra?

acetona

F- exc.

cor

cor

b) ferrocianeto de potássio

cor

[Fe(CN)6]4-

Fe3+

OH-

HCl dil.

→ Manganês:

a) PbO2 em HNO3 conc. (reação de Volhard em ausência de Cl- e HCl)

Mn2+

PbO2

∆fervura

HNO3 conc.

CUIDADO

Excesso de PbO2

Cor da solução

....................

aque

→ Cobre:

a) iodeto de potássio

cor

I- exc.

Cu2+

Incline o tubo após cimento para observar a

cor da solução

solução

ppt.

Cor

Amido

∆brando

Refaça o teste na presença dCl-. Por quê a prova falha? Como eliminar a interferênci

Cor do vapor

Cor do ppt.

b) hidróxido de amônio NH4OH exc.

Cu2+

cor