A apresentação descreve métodos para identificar os cátions Cu2+ e Bi3+ em uma solução desconhecida. Testes com K4[Fe(CN)6], NH4OH e uma prova de chama confirmaram a presença de Cu2+ ao formar precipitados castanho, azul e coloração verde na chama respectivamente. Testes com NH4OH, NaOH e KI não indicaram a presença de Bi3+.

1. APS de Química Analítica
Gabriel Bortoleti
Gabriela Begalli
Giovani Helmann
Gustavo Cavalcanti
Julie Fernandes
Identificação dos cátions Cu2+ e Bi3+
Toledo, 2014

2. 1. Introdução
Esta apresentação irá apresentar os
métodos utilizados para verificação e descoberta
de um dos elementos contidos em uma solução
problema, que poderia ser de cobre (Cu) ou de
Bismuto (Bi). Será realizado uma rápida
apresentação dos elementos do grupo :

3. Cobre (Cu)
- O cobre é um elemento químico de símbolo Cu (do
latim cuprum);
- Tem número atômico 29 (29 prótons e 29 elétrons) e de massa
atómica 63,6 uma.
- À temperatura ambiente, o cobre encontra-se no estado sólido.
Bismuto (Bi)
- O bismuto é um elemento químico pouco abundante e caro,
pertencente à família 5A, com número atômico 83;
- Encontrando-se em temperatura ambiente na forma solida,
sendo pesado e quebradiço, de cor branca.
- Entre os metais pesados é o menos tóxico, mas ele e seus sais
podem causar danos moderados ao fígado.

4. Antimônio (Sb)
- É um semimetal encontrado no estado sólido à temperatura
ambiente;
- Possui cor branca-azulada em sua forma estável;
- Pode ser obtido pela reação:
Sb2S3 + 3 Fe → 2 Sb + 3 FeS
Estanho (Sn)
- É um metal, que é sólido nas condições ambientais;
- Possui cor branca-prateada, maleável, pouco dúctil e
altamente cristalino;
- Pode ser obtido pela reação:
SnO2 + 2 C ⇒ Sn + 2 CO

5. Mercúrio (Hg)
- É um metal, líquido à temperatura ambiente
- Possui cor prateada, é um bom condutor de eletricidade e
estabelece liga metálica facilmente com muitos outros metais
como o ouro ou a prata produzindo amálgamas.
- Pode ser obtido nas reações:
(1) HgS + O2 → HgO + SO
(2) HgO + C → Hg + CO
Chumbo (Pb)
- É um metal, sólido à temperatura ambiente.
- Possui cor acinzentada, é macio e muito maleável.
- Pode ser obtido nas reações:
1)2 PbS + 3 O2 → 2 PbO + 2 SO2

6. Cádmio (Cd)
- É um metal branco azulado, dúctil e maleável.
- Tem número atômico 48 e massa igual a 112,4 u. À temperatura
ambiente, encontra-se no estado sólido.
- A toxicidade que apresenta é similar à do mercúrio;
possivelmente se liga a resíduos de cisteína. Seu estado de
oxidação mais comum é o +2.
Arsênio (As)
- Tem número atômico 33 e massa 75 u.
- Este apresenta três estados alotrópicos: cinza ou metálico,
amarelo e negro. O arsênio cinza metálico (forma α) é a forma
mais estável nas condições normais e tem estrutura romboédrica;
é um bom condutor de calor, porém um péssimo condutor elétrico.

7. Análise de Cátions
“ A importância da análise de cátions é a
identificação ou pesquisa dos elementos ou íons que
constituem uma substância. Quando dispomos de uma
amostra desconhecida, a primeira exigência é,
geralmente, determinar quais substâncias que nela estão
presentes. A resolução disso esta no domínio da Análise
química qualitativa.” ( Teixeira, 2010)

8. Grupo de cátions
Para fins de análise qualitativa, os cátions são
classificados tomando-se por base sua peculiaridade a
determinados reagentes. A classificação baseia-se no
modo como os cátions reagem pela formação ou não de
precipitados. Os cátions são divididos em 5 grupos, no
caso os utilizados neste experimento pertencem ao
grupo 2.
Conhecido como grupo do cobre-arsênio que tem
como reativo o H2S em meio a HCl diluído, é formado
pelos íons desse grupo, um precipitado preto.

9. 2. Objetivo
Utilizar uma rota analítica para identificação
dos cátions Cu2+ e Bi3+ como Atividade Prática
Supervisionada da matéria de Química Analítica I
que é ministrada pela professora Solange Cottica.

10. 3. Materiais
- 6 tubos de ensaio;
- Estante para tubos de ensaio;
- Bico de Bunsen e fósforo;
- Papel toalha;
- Papel indicador;
- Fio de platina;
- Prego;
- Conta-gotas.

11. 4. Reagentes
- Água destilada
- Ácido acético;
- Soluções aquosas de:
- CuSO4 0,25 mol/L;
- K4[Fe(CN)6] 0,2 mol/L
- NH4OH 6,0 mol/L
- HCl 6,0 mol/L
- NaOH 1,0 mol/L
- H2O2 concentrado
- KI 0,5 mol/L
- Solução desconhecida

12. 5. Procedimento e Resultados
5.1 Identificação do Bi3+
5.1.1 Reação com NH4OH
Adicionou-se em um tubo de
ensaio, 1 ml da solução desconhecida através de
uma pipeta e 4 gotas de NH4OH 6 mol/L até a
formação de precipitado branco. O precipitado
deve ser insolúvel em excesso de reagente.

13. 5.1 Identificação do Bi3+
5.1.1 Reação com NH4OH
5. Procedimento e Resultados
A solução resultou
uma cor azul
escuro;
Com excesso de
reagente
solubilizava o
precipitado.
Bi3+ + 2 NH4OH ⇔ Bi(NH4) + 2 H2O

14. 5. Procedimento e Resultados
5.1 Identificação do Bi3+
5.1.2 Reação com NaOH
Adicionou-se em um tubo de ensaio, 01 ml
da solução desconhecida através de uma pipeta
e 4 gotas de NaOH 01 mol/L. Observou se
ocorreu a formação de precipitado branco de
hidróxido de bismuto. Adicionou-se gotas de HCl
6,0 mol/L e verificou se houve solubilização.

15. 5. Procedimento e Resultados
Não obteve um
precipitado
branco;
Solubilizou
completamente
após a adição
do HCl.
5.1 Identificação do Bi3+
5.1.2 Reação com NaOH
Bi3+ + 3 OH- ⇔ Bi(OH)3

16. 5. Procedimento e Resultados
5.1 Identificação do Bi3+
5.1.3 Reação com KI
Adicionou-se em um tubo de ensaio, 01 ml
da solução desconhecida através de uma pipeta
e gotas de KI 0,5 mol/L até a formação de
precipitado preto de iodeto de bismuto.

17. 5. Procedimento e Resultados
Não obteve a
formação de
precipitado
preto de iodeto
de bismuto.
5.1 Identificação do Bi3+
5.1.3 Reação com KI
Bi3+ + 2 KI ⇔ 2 BiI3

18. 5. Procedimento e Resultados
5.2 Identificação do Cu2+
5.2.1 Reação com K4[Fe(CN)6]
Adicionou-se em um tubo de ensaio, 1 ml da
solução problema e gotas de ácido acético até o
meio se tornar ácido.
Em seguida, adicionou-se gotas de
K4[Fe(CN)6] 0,2 mol/L e observou-se a formação
de precipitado castanho avermelhado de
ferrocianeto de cobre.

19. Cu2+ + K4[Fe(CN)6] ⇔ [CuFe(CN)6]

20. 5. Procedimento e Resultados
5.2 Identificação do Cu2+
5.2.2 Reação com NH4OH
Adicionou-se em um tudo de ensaio, 1 ml da
solução problema com gotas de NH4OH 6,0 mol/L
até a formação de precipitado azul. Com excesso
de NH4OH solubilizou-se o precipitado pela
formação de um complexo de cor azul intensa de
cobre e amônia.

21. Cu2+ + 2 NH4OH ⇌ [Cu(NH3)4]

22. 5. Procedimento e Resultados
5.2 Identificação do Cu2+
5.2.3 Prova de chama
Limpou-se o fio de platina, aquecendo-o na
chama e em seguida mergulhando-o em HCl 6,0
mol/L. Repetiu-se este procedimento até a cor da
chama não mais apresentar alteração.
Molhou-se o fio de platina em HCl, em
seguida mergulhou-o no sal de CuSO4 e levou-o
à chama. Coloração verde esmeralda identificou a
presença de cobre.

24. Esquema de reações que ocorrem na chama.

25. 5. Procedimento e Resultados
5.2 Identificação do Cu2+
5.2.4 Teste de oxidação-redução
Imergiu-se na solução problema, um prego.
A formação de precipitado vermelho na superfície
do metal indicou a presença de cobre.

26. Fe ⇌ Fe2+ + 2e- (Oxidação)
Cu2+ + 2e- ⇌ Cu (Redução)
Global: Fe(s) + Cu2+(aq) ⇌ Fe2+(aq) +
Cu(s)

27. 6. Conclusão
Após todas as análises, pode-se concluir
que a solução em questão possuía o cátion Cu2+.

28. Obrigado pela atenção!