1) O documento descreve reações químicas para identificação de cátions dos Grupos I a III. 2) Os íons amônio NH4+ apresentam propriedades semelhantes aos íons dos metais alcalinos do Grupo I. 3) São descritas reações para identificação de íons como Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Fe3+, Cr3+ e Al3+ utilizando reagentes como sulfeto de amônio, dicromato de potássio e hidróxido de sódio.

1. Análise de Cátions e Ânions por via úmida
Dr. Endler Marcel Borges
Blumenau – SC

2. 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.
Referências Bibliográficas

17. 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
+.

18. 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 uma solução contendo os íons sem
previa separação.
Cátions do Grupo I Na +, K +, NH4
+

19. Na+ +Zn2+ +3UO2
2+ + 8C2H3O2 +9H2O →
NaZn(UO2)3(C2H3CO2)99H2O + H+
Os íons que podem interferir nestes teste, se presentes em
concentrações relativamente altas são cobre, mercúrio, cádmio,
alumínio, cobalto níquel manganês , zinco, cálcio, estrôncio, bário e
amônio. O íon fosfato interente neste teste, dando precipitado com íon
uranila,entretanto, tal interferência pode ser eliminada adicionando-se
uma solução de acetato e evaporando-se até um volume de
aproximadamente 0,5 ml. Excesso de ácido também interfere neste
teste
Reações dos íons Na+

20. 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 sódio 0,2 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-
2NO2
- + 2H+ → NO + H2O + NO3
-

21. 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

22. white crystalline precipitate of potassium
perchlorate KClO4 from moderately dilute
solutions. The precipitate is slightly soluble in
water (3.2 g L-1 and 198 g L-1 at o °C and 100°C
respectively), and virtually insoluble in absolute
alcohol. The alcoholic solution should not be
heated as a dangerous explosion may result. This
reaction is unaffected by the presence of
ammonium salts.

23. Tartaric acid solution (or sodium hydrogen tartrate solution) white
crystalline precipitate of potassium hydrogen tartrate: If tartaric
acid is used, the solution should be buffered with sodium acetate,
because the strong acid, formed in reaction (a), dissolves the
precipitate. Strong alkalis also dissolve the precipitate.
The precipitate is slightly soluble in water (3.26 g L-1, Ks = 3 x 10-4),
but quite insoluble in 50% ethanol. Precipitation is accelerated by
vigorous agitation of the solution, by scratching the sides of the
vessel with a glass rod, and by adding alcohol. Ammonium salts
yield a similar precipitate and must be absent.

24. Reagent yellow precipitate of potassium hexachloroplatinate(IV).
Precipitation is instantaneous from concentrated solutions; in dilute
solutions, precipitation takes place slowly on standing, but may be
hastened by cooling and by rubbing the sides of the vessel with a
glass rod. The precipitate is slightly soluble in water, but is almost
insoluble in 75% alcohol. Ammonium salts give a similar precipitate
and must be absent. As it is expensive, only small quantities of the
reagent should be employed and all precipitates placed in the
platinum residues bottle.

25. Sodium tetraphenylboron test potassium forms a white
precipitate in neutral solutions or in the presence of acetic
acid. The precipitate is almost insoluble in water (0.053 g L-1 ,
Ks = 2.25 x 10-8 ); potassium is precipitated quantitatively if a
small excess of the reagent is applied (0.1-0.2%). The
precipitate is soluble in strong acids and alkalis, and also in
acetone. Rubidium, caesium, thallium(I), and ammonium ions

26. Reações do íon amônio, NH4+
3NH4
+ + [Co(NO2)6]3- + → (NH4)3 [Co(NO2)6]3-
NH4
+ + OH- → NH3 + H2O
NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(s)

29. 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.

31. Análise de cátion do Grupo II
Mg2+, Ba2+, Ca2+ e Sr2+

32. 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.

34. Produtos de solubilidade em água de alguns sais de magnésio, cálcio, estrôncio e bário

40. 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-
C2O4
2- + H+ → HC2O4
-

41. Reação com dicromato de potássio
Cr2O7
2- + H2O → 2CrO4
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

50. 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

59. 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+

61. 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.

62. 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-

63. 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(OH)2 + 4NH3→ Co(NH3)6
2+ +2OH-
Ni(OH)2 +4NH3→ Ni(NH3)6
2+ + 2OH-
Cr(OH)3 + 6NH3→ Cr(NH3)6
3+ + 2OH-

64. 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

65. 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
NiS + NO3
- + 4H+ → Ni2+ + 2NO2 + 2H2O + S

66. 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-

67. Níquel, Ni2+
Reação com dimetilglioxima

70. 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.

71. 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.

72. 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.

73. 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.

74. 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

75. 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
+
3PbS(s) + 2NO3
- + 8H+ → 3Pb2+ + 3S + 2NO + 4H2O
3CuS(s) + 2NO3
- + 8H+ → 3Cu2+ + 3S + 2NO + 4H2O
3CdS(s) + 2NO3
- + 8H+ → 3Cd2+ + 3S + 2NO + 4H2O
Bi2S3(s) + 2NO3
- + 8H+ → 2Bi3+ + 3S + 2NO + 4H2O
Reação com S2-
O HgS não deverá dissolver neste meio

76. 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
Cd(NH3)4
2+ é incolor

77. 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

78. Chumbo (II)
Cr2O7
2- + H2O → 2CrO4
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.
2Bi(OH)3(s) + 3Sn(OH)4
2- →2Bi(s) + 3Sn(OH)6
-2

79. 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+

83. Análise de cátions do grupo V: Hg2
2+,
Ag+, Pb2+