Análise de Cátions e Ânions por via úmida 
Dr. Endler Marcel Borges 
Blumenau – SC, 09/12/2014
Referências Bibliográficas 
1. VOGEL, A. I. - Química Analítica Qualitativa, 5ª ed, Gimeno, A. 
(tradutor), Ed. Mestre Jou...
Autores como Vogel, adotaram a mesma classificação, porém, com 
uma seqüência inversa à proposta por Fresenius: grupo I, A...
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Cátions do Grupo I Na, K, NH4 
Os íons dos metais alcalinos Na+ e K+ possuem 
carga pequena e a estrutura de gás nobre....
Reações dos íons potássio (K+) 
3K+ + [Co(NO2)6]3- + → K3 [Co(NO2)6]3- 
Para fazer este teste, junta-se 3 gotas de uma sol...
K+ + ClO4- → KClO4 
Para o teste, adiciona-se um tubo de ensaio 3 gotas de 
uma solução de cloreto de potássio 0,2 e 5 gos...
Reações do íon amônio, NH4+ 
+ + [Co(NO2)6]3- + → (NH4)3 [Co(NO2)6]3- 
3NH4 
+ + OH- → NH3 + H2O 
NH4 
NH3(g) + HCl(g) → N...
1) Com qual cátion do Grupo 1 o íon amônio é semelhante? 
2) Dar, pelo menos uma reação do ion NH4 
+, que não ocorre com ...
Análise de cátion do Grupo II 
Mg2+, Ba2+, Ca2+ e Sr2+
Magnésio: O hidróxido de magnésio é um de seus compostos menos solúveis. A alta 
solubilidade de muitos compostos de magné...
Produtos de solubilidade em água de alguns sais de magnésio, cálcio, estrôncio e bário
Reação com base forte 
Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2 
NH3 + H2O → NH4 
+ + OH-Dissolução 
do precipitado na presença de NH4Cl 4 mo...
Reações com carbonato de amônio 
Mg2+ + CO3 
-2 → MgCO3 
- + H+ → H2CO3 → CO2 + H2O 
HCO3 
-2 + NH4 
CO3 
+ → HCO3 
- + NH...
Reações dos íons Ca2+ , Sr2+ , Ba2+ 
Reação com carbonato de amônio 
Ca2+ + CO3 
2+ → CaCO3(s) 
Sr2+ + CO3 
2+ → SrCO3(s) ...
Reação com dicromato de potássio 
2- + H2O → 2CrO4 
Cr2O7 
2- + 2H+ 
M2+ + CrO4 
2- → MCrO4 
Os íons bário formam como o c...
5) Na separação de cátions do Grupo II, com soluções de carbonato de 
amônio qual é a função do cloreto de amônio? 
6) Na ...
Cátions do Grupo III Fe3+, Al3+, Cr3+, Ni2+, Zn2+ e 
Mn2+ 
O grupo III, também chamado de grupo do sulfeto de amônio compõ...
Reações com NaOH 
Cr3+ + 3OH- → Cr(OH)3(s) 
Al3+ + 3OH- → Al(OH)3(s) 
Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3(s) 
Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)2(s) 
...
Reações com NH4(OH) 
Mn2+ + 2NH4(OH) → Mn(OH)2 
Zn2+ + 2NH4(OH) → Zn(OH)2 
Ni2+ + 2NH4(OH) → Ni(OH)2 
Co2+ + 2NH4(OH) → Co...
Reações com NH4OH em presença de NH4Cl 
Formação penas de Fe(OH)3 e Al(OH)3 e Cr(OH)3 
Reações com sulfetos de amônio em 
...
A tioacetamida produz ion S2- em meio alcalino de 
acordo com a equação 
CH3CSNH2 + 3OH- → CH3COO- + S2- + H2O 
Mn2+ + S2-...
Identificação do Fe3+ 
Fe3+ + 6SCN- → Fe(SCN)6 
3- 
2Fe2+ + H2O2 + 2H+ → 2Fe2+ 2H2O 
Crômio, Cr3+ 
2Cr(OH)4 
- + 3H2O2 + 2...
Níquel, Ni2+ 
Reação com dimetilglioxima
7) Que propriedades dos cátions Al3+, Cr3+ e Fe2+ 
é utilizada para separá-los dos demais íons do 
Grupo III? 
8) Uma liga...
Cátions do grupo IV 
Hg2+, Pb2+, Bi3+, Cu2+, Cd2+, As3+, As5+, Sb3+, 
Sb5+, Sn2+ e Sn4+. 
Os cátions de metais do grupo IV...
Cátions do grupo IV 
Grupo IV A ou sub grupo do cobre Hg2+, Pb2+, 
Bi3+, Cu2+ e Cd2+. 
Grupo IV B ou sub grupo do arsênio ...
É possível ver na Tabela 
que se [H+] for muito 
grande, pode haver uma 
precipitação incompleta 
de Pb2+ e Cd2+. Por 
out...
Dissolução de sulfetos 
Conforme já visto anteriormente, um alta concentração de H+ diminui 
a concentração de íons S2-. E...
Reação com S2- 
Hg2+ + (NH4)2S → HgS(s) + 2NH4 
+ 
Pb2+ + (NH4)2S → PbS(s) + 2NH4 
+ 
Cu2+ + (NH4)2S → CuS(s) + 2NH4 
+ 
2...
Reação com sulfato de amônio 
Pb2+ + SO4 
2- → PbSO4 
Reações com NH4OH 
Bi3+ + 3NH4OH → Bi(OH)3(s) + 3NH4 
+ 
Pb2+ + 2NH4...
Reação com o cobre 
Observe que a lâmina adquire um aspecto prateado 
O íon Hg2+ é reduzido pelo Cu através da reação 
Hg2...
Chumbo (II) 
2- + H2O → 2CrO4 
Cr2O7 
2- + 2H+ 
Pb2+ + CrO4 
2- → PbCrO4(s) precipitado amarelo 
Bismuto (III) 
Reação com...
Cobre (II) 
Reação com Ferrocianeto de potássio formando um precipitado 
castanho avermelhado 
2Cu2+ + [Fe(CN)6]4- → Cu2[F...
2+, 
Análise de cátions do grupo V: Hg2 
Ag+, Pb2+
Aula cations e anions via umida
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  1. 1. Análise de Cátions e Ânions por via úmida Dr. Endler Marcel Borges Blumenau – SC, 09/12/2014
  2. 2. Referências Bibliográficas 1. VOGEL, A. I. - Química Analítica Qualitativa, 5ª ed, Gimeno, A. (tradutor), Ed. Mestre Jou, São Paulo, 1981. 2. BACCAN, N.; GODINHO, O. E. S.; ALEIXO, L. M.; STEIN, E. - Introdução à Semimicroanálise Qualitativa, 6ª ed., Ed. UNICAMP, Campinas, 1995. 3. ALEXÉEV, V. - Semimicroanalisis Químico Cualitativo, Mendoza, U. V. (tradutor), Mir Publishers, 1975. 4. de ABREU, D.G et al., Uma proposta para o ensino da Química Analítica Qualitativa Quim. 2006, 29(6) 1381-1386.
  3. 3. Autores como Vogel, adotaram a mesma classificação, porém, com uma seqüência inversa à proposta por Fresenius: grupo I, Ag+, Pb2+ e Hg2 2+; grupo IIA, Hg2+, Pb2+, Bi(III), Cu2+ e Cd2+; grupo IIB, As(III), As(V), Sb(III), Sb(V), Sn2+ e Sn4+; grupo III, Fe3+, Al3+, Cr3+, Ni2+, Co2+, Zn2+ e Mn2+; grupo IV, Mg2+, Ba2+, Ca2+ e Sr2+; grupo V, Na+, K+ e NH4 +.
  4. 4. + Cátions do Grupo I Na, K, NH4 Os íons dos metais alcalinos Na+ e K+ possuem carga pequena e a estrutura de gás nobre. Por esses motivos, têm uma fraca atração por ânions e moléculas, e como consequência a maioria de seus sais são solúveis em água e seus íons raramente formam complexos. O íon amônio está incluído neste grupo porque apresenta propriedades semelhantes. Este grupo de cátions não possui um reagente especifico para separá-los e a identificação de cada um deve ser feita em numa solução contendo os íons sem previa separação.
  5. 5. Reações dos íons potássio (K+) 3K+ + [Co(NO2)6]3- + → K3 [Co(NO2)6]3- Para fazer este teste, junta-se 3 gotas de uma solução de cloreto potássio 0,2 M, 3 gotas de ácido acético 3 M e um mesmo volume de acetato de sódio 3 M num tubo de ensaio. Adiciona-se 6 gotas de solução de cobaltonitrito de sódio0,2 M, recentemente preparada. Se o precipitado não se formar de imediato, deixa-se o tubo repousar por alguns minutos. 2K+ + Ag+ + [Co(NO2)6]3- + → K2Ag[Co(NO2)6]3- 3NO2 - + 2H+ → NO + H2O + NO3-
  6. 6. K+ + ClO4- → KClO4 Para o teste, adiciona-se um tubo de ensaio 3 gotas de uma solução de cloreto de potássio 0,2 e 5 gostas de uma solução de ácido perclórico 20%. Um precipitado branco, cristalino indica a presença de potássio
  7. 7. Reações do íon amônio, NH4+ + + [Co(NO2)6]3- + → (NH4)3 [Co(NO2)6]3- 3NH4 + + OH- → NH3 + H2O NH4 NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(s)
  8. 8. 1) Com qual cátion do Grupo 1 o íon amônio é semelhante? 2) Dar, pelo menos uma reação do ion NH4 +, que não ocorre com íon de metais alcalinos. 3) Por que deve-se remover os sais de amônio antes de se fazer os testes para o íon potássio? 4) Que tipos de engano levariam aos seguintes erros: 4a) No teste para íon potássio com cobaltonitrito de sódio obtém-se uma solução rosa, e nenhum precipitado, embora o íon potássio esteja presente. 4b) Neste mesmo teste para íons potássio com cobaltonitrito de sódio obtém-se uma grande quantidade de precipitado amarelo, embora o íon potássio não esteja presente.
  9. 9. Análise de cátion do Grupo II Mg2+, Ba2+, Ca2+ e Sr2+
  10. 10. Magnésio: O hidróxido de magnésio é um de seus compostos menos solúveis. A alta solubilidade de muitos compostos de magnésio é atribuida ao pequeno tamanho do íon Mg2+. Cálcio: O cálcio é o elemento mais abundante dos metais alcalinos terrosos. Seus sais menos solúveis são carbonatos e oxalatos. Estrôncio: O estrôncio como pode se esperar de sua posição na tabela periódica, possui propriedades intermediárias entre o cálcio e o bário. Bário: O bário é o elemento mais pesado desses quatro elementos e seus íons são muito tóxicos. O cromato de bário é um dos compostos menos solúveis encontrados na análise qualitativa.
  11. 11. Produtos de solubilidade em água de alguns sais de magnésio, cálcio, estrôncio e bário
  12. 12. Reação com base forte Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2 NH3 + H2O → NH4 + + OH-Dissolução do precipitado na presença de NH4Cl 4 mol/L Reações com hidróxido de amônio Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2(s) Adição de NH4(OH) 6 M a Mg(NO3)2 0,2 M forma precipitado dissolução com adição de NH4Cl 6 M
  13. 13. Reações com carbonato de amônio Mg2+ + CO3 -2 → MgCO3 - + H+ → H2CO3 → CO2 + H2O HCO3 -2 + NH4 CO3 + → HCO3 - + NH3 Reações com monohidrogeno fosfato de sódio 2- + OH- → H2O + PO4 HPO4 3- Mg2+ + NH4+ + PO4 -3 + 6H2O → MgNH4PO4.6(H2O) (precipitado branco cristalino)
  14. 14. Reações dos íons Ca2+ , Sr2+ , Ba2+ Reação com carbonato de amônio Ca2+ + CO3 2+ → CaCO3(s) Sr2+ + CO3 2+ → SrCO3(s) Ba2+ + CO3 2+ → BaCO3(s) Reações com Oxalato de amônio MC2O4 → M2+ + C2O4 2- 2- + H+ → HC2O4 C2O4 -
  15. 15. Reação com dicromato de potássio 2- + H2O → 2CrO4 Cr2O7 2- + 2H+ M2+ + CrO4 2- → MCrO4 Os íons bário formam como o cromato um precipitado amarelo de cromato de bário, BaCrO4. Os íons Sr2+ e Ca2+ não precipitam nas condições que foi feita a reação. Reação com sulfato de amônio M2+ + SO4 2- → MSO4
  16. 16. 5) Na separação de cátions do Grupo II, com soluções de carbonato de amônio qual é a função do cloreto de amônio? 6) Na separação de íons Ba2+ de íons Sr2+, explicar: 6a) Qual é a função do acetato de sódio? 6b) Por que deve ser evitada uma alta concentração de íons H+
  17. 17. Cátions do Grupo III Fe3+, Al3+, Cr3+, Ni2+, Zn2+ e Mn2+ O grupo III, também chamado de grupo do sulfeto de amônio compõe-se de íons de sete metais que são precipitados como hidróxido ou sulfetos em uma solução tamponada com NH4(OH)/NH4Cl, contendo (NH4)2S. O zinco e o alumínio são metais de transição, mas íons Al3+ tem muitas propriedades semelhantes as dos íons Cr3+ e Fe3+, o que pode ser explicado pelo fato destes íons terem a mesma carga raios aproximadamente iguais. Os hidróxidos de zinco, crômio e alumínio são anfóteros. Deve-se evitar a precipitação de cátions do Grupo II, Destes íons, somente o Mg2+ pode precipitar como hidróxido em presença de NH4OH, mas o NH4Cl impede essa precipitação.
  18. 18. Reações com NaOH Cr3+ + 3OH- → Cr(OH)3(s) Al3+ + 3OH- → Al(OH)3(s) Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3(s) Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)2(s) Mn2+ + 2OH- → Mn(OH)2(s) Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2(s) Co2+ + 3OH- → Co(OH)2(s) Ni2+ + 2OH- → Ni(OH)2(s) Cr(OH)3(s) + OH- → Cr(OH)4 - Al(OH)3(s) + OH- → Al(OH)4 - Zn(OH)2(s) + OH- → Zn(OH)4 2-
  19. 19. Reações com NH4(OH) Mn2+ + 2NH4(OH) → Mn(OH)2 Zn2+ + 2NH4(OH) → Zn(OH)2 Ni2+ + 2NH4(OH) → Ni(OH)2 Co2+ + 2NH4(OH) → Co(OH)2 Fe3+ + 3NH4(OH) → Fe(OH)3 Cr3+ + 3NH4(OH) → Cr(OH)3 Al3+ + 3NH4(OH) → Al(OH)3 Zn(OH)2 + 4NH3→ Zn(NH3)4 2+ + 2OH-Co( 2+ + 2OH-Ni( OH)2 + 4NH3→ Co(NH3)6 2+ + 2OH-Cr( OH)2 +4NH3→ Ni(NH3)6 3+ + 2OH- OH)3 + 6NH3→ Cr(NH3)6
  20. 20. Reações com NH4OH em presença de NH4Cl Formação penas de Fe(OH)3 e Al(OH)3 e Cr(OH)3 Reações com sulfetos de amônio em presença de NH4OH e NH4Cl
  21. 21. A tioacetamida produz ion S2- em meio alcalino de acordo com a equação CH3CSNH2 + 3OH- → CH3COO- + S2- + H2O Mn2+ + S2-→ MnS Zn2+ + S2- → ZnS Ni2+ + S2- → NiS Co2+ + S2- → CoS MnS + 2H+ → Mn2+ + S2- ZnS + 2H+ → Zn2+ + S2- NiS + NO3 - + 4H+ → Ni2+ + 2NO2 + 2H2O + S - + 4H+ → Ni2+ + 2NO2 + 2H2O + S NiS + NO3
  22. 22. Identificação do Fe3+ Fe3+ + 6SCN- → Fe(SCN)6 3- 2Fe2+ + H2O2 + 2H+ → 2Fe2+ 2H2O Crômio, Cr3+ 2Cr(OH)4 - + 3H2O2 + 2OH- → 2CrO4 -2 + 8H2O Cobalto, Co2+ Co2+ + 4SCN- → Co(SCN)4 2-
  23. 23. Níquel, Ni2+ Reação com dimetilglioxima
  24. 24. 7) Que propriedades dos cátions Al3+, Cr3+ e Fe2+ é utilizada para separá-los dos demais íons do Grupo III? 8) Uma liga metálica constituída de Fe, Cr, Zn e Ni necessita ser analisada. Propor um procedimento para análise qualitativa completa dessa liga.
  25. 25. Cátions do grupo IV Hg2+, Pb2+, Bi3+, Cu2+, Cd2+, As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Sn2+ e Sn4+. Os cátions de metais do grupo IV apresentam como característica importante, o fato de seus sulfetos serem insolúveis em ácidos minerais diluídos, ao contrário de sulfetos dos grupos III que são solúveis neste meio. Esta diferença de comportamento é usada para separar os íons deste grupo dos íons dos grupos anteriores.
  26. 26. Cátions do grupo IV Grupo IV A ou sub grupo do cobre Hg2+, Pb2+, Bi3+, Cu2+ e Cd2+. Grupo IV B ou sub grupo do arsênio As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Sn2+ e Sn4+. Os sulfetos do subgrupo do cobre são insolúveis numa solução de hidróxido de sódio, enquanto os sulfetos do subgrupo do arsênio são solúveis. Esta diferença de comportamento é usada para separar os cátions do grupo do cobre dos cátions do grupo do arsênio.
  27. 27. É possível ver na Tabela que se [H+] for muito grande, pode haver uma precipitação incompleta de Pb2+ e Cd2+. Por outro lado se [H+] for muito baixa, pode permitir o ínicio da precipitação do níquel, cobalto e zinco, que são cátions do grupo III.
  28. 28. Dissolução de sulfetos Conforme já visto anteriormente, um alta concentração de H+ diminui a concentração de íons S2-. Esta diminuição pode ser suficiente para dissolver sulfetos, como por exemplo CdS e PbS. O íon NO3- a quente em solução ácida, oxida o S2- a S, o que resulta na dissolução de certos sulfetos metálicos. Na separação dos cátions do grupo IV A, utiliza-se uma solução de HNO3 4 M para dissolver CdS, PBS, Bi2S3 e CuS. Dessa maneira esses metais são separados do HgS que não dissolve neste meio. Uma alta concentração de agente complexante pode diminuir a concentração de íons metálicos a tal ponto que sulfeto metálico dissolve-se. Um exemplo, é a dissolução do CdS em soluções contendo altas concentrações de Cl-, com formação do complexo CdCl4 -2
  29. 29. Reação com S2- Hg2+ + (NH4)2S → HgS(s) + 2NH4 + Pb2+ + (NH4)2S → PbS(s) + 2NH4 + Cu2+ + (NH4)2S → CuS(s) + 2NH4 + 2Bi3+ + (NH4)2S → Bi2S3(s) + 6NH4 + Cd2+ + (NH4)2S → CdS(s) + 2NH4 + - + 8H+ → 3Pb2+ + 3S + 2NO + 4H2O 3PbS(s) + 2NO3 - + 8H+ → 3Cu2+ + 3S + 2NO + 4H2O 3CuS(s) + 2NO3 - + 8H+ → 3Cd2+ + 3S + 2NO + 4H2O 3CdS(s) + 2NO3 - + 8H+ → 2Bi3+ + 3S + 2NO + 4H2O Bi2S3(s) + 2NO3 O HgS não deverá dissolver neste meio
  30. 30. Reação com sulfato de amônio Pb2+ + SO4 2- → PbSO4 Reações com NH4OH Bi3+ + 3NH4OH → Bi(OH)3(s) + 3NH4 + Pb2+ + 2NH4OH → Pb(OH)3(s) + 2NH4 + Cu2+ + 3NH4OH → Cu(OH)2(s) + 2NH4 + Cd2+ + 2NH4OH → Cd(OH)3(s) + 2NH4 + Os hidróxidos de Cu2+ e Cd2+ deveram dissolver-se no excesso do reagente com formação dos complexos Cu(NH3)4 2+ que apresenta coloração azul intensa o 2+ é incolor Cd(NH3)4
  31. 31. Reação com o cobre Observe que a lâmina adquire um aspecto prateado O íon Hg2+ é reduzido pelo Cu através da reação Hg2+ + Cu → Hg + Cu2+ Reação com cloreto estanoso 2HgCl2 + SnCl2 → Hg + SnCl4
  32. 32. Chumbo (II) 2- + H2O → 2CrO4 Cr2O7 2- + 2H+ Pb2+ + CrO4 2- → PbCrO4(s) precipitado amarelo Bismuto (III) Reação com estanito de sódio O precipitado de Bi(OH)3 obtido pela reação de Bi3+ com NH4OH, deve ser centrifugado e separado do sobrenadante. O precipitado deverá ser tratado com solução de estanito de sódio no próprio tubo de ensaio. Deverá haver a formação de um precipitado preto de bismuto elementar. 2- →2Bi(s) + 3Sn(OH)6 2Bi(OH)3(s) + 3Sn(OH)4 -2
  33. 33. Cobre (II) Reação com Ferrocianeto de potássio formando um precipitado castanho avermelhado 2Cu2+ + [Fe(CN)6]4- → Cu2[Fe(CN)6](s) Determinação de Cd2+ na presença de Cu2+
  34. 34. 2+, Análise de cátions do grupo V: Hg2 Ag+, Pb2+

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