Identificação de cátions

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O chumbo forma compostos em dois estados de oxidação +2 e +4. O dióxido de chumbo, PbO2 é um exemplo de composto em que este elemento aparece no estado de oxidação +4. Entretanto, o chumbo normalmente aparece nos compostos inorgânicos no estado de oxidação +2. O íon Pb2+ é precipitado no grupo V devido à insolubilidade do cloreto de chumbo. Entretanto, por não ser o cloreto de chumbo tão insolúvel, parte do chumbo aparece no grupo IV (BACCAN, 1988).

O cobre forma íons em dois estado de oxidação +1 e +2 sendo o estado de oxidação +2 o mais comum. Os íons de Cu+2 formam íons hidratados Cu(H2O)42+ com coloração azul claro e formam complexos com NH3, Cu(NH3)42+ com coloração azul profunda. Essa tendência de formar sais coloridos é uma das características dos elementos de transição (BACCAN, 1988).

3. OBJETIVOS

- Identificar cátions pertencentes ao grupo IV A ou subgrupo do cobre (Hg2+, Cu2+ e Pb2+), por meio da via úmida;

- Apresentar as possíveis reações químicas durante o processo de identificação;

- Analisar as diferenças existentes entre os cátions a partir do conceito de precipitação.

4 EXPERIMENTAL

4.1 Materiais e Reagentes

Materiais

- Béquer de 50 mL;

- Espátula;

- Pipetas descartáveis de 3 mL;

- Seis tubos de ensaio;

- Capela;

- Fita;

- Caneta;

Reagentes

- Água destilada;

- Solução de hidróxido de sódio a 6,0 mol/L;

- Solução de cloreto de mercúrio a 0,2 mol/L;

- Solução de nitrato de chumbo a 0,2 mol/L;

- Solução de cloreto de cobre a 0,2 mol/L;

- Cloreto estanoso (P.A.);

- Solução de dicromato de potássio a 0,2 mol/L;

- Solução de hidróxido de amônio;

4.2 Procedimento Experimental

Etapa 1: reação com solução de hidróxido de sódio (NaOH) a 6,0 mol/L

Na estante, separou-se e identificou-se um tubo de ensaio para cada um dos três cátions (Hg2+, Cu2+ e Pb2+). Em seguida, adicionaram-se três gotas das soluções dos cloretos ou nitratos dos respectivos cátions a 0,2 mol/L, em seus respectivos tubos de ensaio já identificados. Logo após, somaram-se aos tubos 5 gotas de água destilada e, após isso, adicionou-se gotas da solução de hidróxido de sódio a 6,0 mol/L até a formação de precipitado. Quando formado, acrescentaram-se mais gotas da solução de hidróxido de sódio a 6,0 mol/L afim de dissolver o precipitado.

Etapa 2: reação com as soluções contendo cada cátion de maneira isolada

Para Hg2+

Em um novo tubo de ensaio, adicionou-se três gotas da solução de cloreto de mercúrio a 0,2 mol/L. Em seguida, acrescentou-se ao mesmo tubo uma ponta de espátula do reagente cloreto estanoso (P.A.). Observou-se a cor do precipitado formado.

Ainda no mesmo tubo de ensaio, adicionaram-se mais três pontas de espátula do reagente cloreto estanoso para a formação de um novo precipitado. Observou-se a cor do mesmo.

Para Pb2+

Em um novo tubo de ensaio, adicionaram-se três gotas da solução de nitrato de chumbo a 0,2 mol/L. Em seguida, acrescentaram-se três gotas da solução de dicromato de potássio a 0,2 mol/L. Testou-se a solubilidade com a adição de gotas da solução de hidróxido de sódio a 6,0 mol/L.

Para Cu2+

Em um novo tubo de ensaio, adicionaram-se três gotas da solução de cloreto de cobre a 0,2 mol/L. Em seguida, adicionaram-se gotas da solução de hidróxido de amônio a 6,0 mol/L e observou-se a cor adquirida.

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES

As reações de identificação dos cátions do grupo IVA foram realizadas por meio de duas metodologias. A primeira envolveu reações dos cátions com a base hidróxido de sódio (NaOH) a uma concentração de 6 mol/L. Na segunda, ocorreu reações com determinados reagentes adicionados a cada cátion isolado.

Etapa 1: Reações com a solução de hidróxido de sódio (NaOH) a 6,0 mol/L:

Em cada um dos três tubos de ensaio foram adicionados três gotas de cloretos ou nitratos dos respectivos cátions cada um a uma concentração de 0,2 mol/L.

Observação1 : em todos os tubos foi adicionado cinco gotas de água destilada.

Na análise:

▪ tubo de ensaio → Hg2+ ▪ tubo de ensaio → Pb2+ ▪ tubo de ensaio → Cu2+

Hg2+

HgCl2 + 2 NaOH → 2 NaCl + Hg(OH)2

Com uma gota da solução de hidróxido de sódio formou-se um precipitado amarelo. Após adicionar mais 18 gotas da mesma base, ocorreu a dissolução do precipitado.

O hidróxido de sódio quando adicionado em pequenas quantidades dá um precipitado vermelho pardacento com composição variada; se a adição for estequiométrica, a cor do precipitado muda para amarela devido à formação do óxido de mercúrio (II). (VOGEL, 1981)

A reação do cátion com a base forte NaOH dá um precipitado amarelo de HgO, porque o hidróxido mercúrico é instável. (ALEXÉEV, 1982)

Hg2+ + 2 OH- → Hg(OH)2

Hg(OH)2 → HgO↓ + H2O

A identificação do Hg2+ ocorreu conforme o previsto na literatura.

Pb2+

Pb(NO3)2 + 2 NaOH → 2 NaNO3 + Pb(OH)2

Com uma gota da solução de hidróxido de sódio formou-se um precipitado branco. Este foi dissolvido com adição de três