Reações de Cations do Grupo III, Caraterização

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Esses precipitados são apresentados em cores diversas: sulfeto de ferro (II) preto, hidróxido de alumínio branco, hidróxido de cromo (III) verde, sulfeto de níquel preto, sulfeto de cobalto preto, sulfeto de manganês (II) rosa e sulfeto de zinco branco.

É portanto comum subdividir o grupo em:

- Grupo do Ferro ou Grupo III.A: ferro, alumínio e cromo; e

- Grupo do Zinco ou Grupo III.B: níquel, cobalto, manganês e zinco.

Os elementos cromo, manganês, ferro, cobalto e níquel são considerado metais de transição e por esta razão suas propriedades são de elementos que têm uma camada interna de elétrons desemparelhados, com isso sua valência é variável, tendo maior tendência para a formação de íons complexos.

Já zinco e o alumínio não são considerados metais de transição, porém o íon tem várias semelhanças com as propriedades às dos íons e , o que pode ser explicado pelo fato dos íons possuírem a mesma carga e seus raios atômicos serem aproximadamente iguais. Os hidróxidos de zinco, cromo e alumínio são anfóteros.[pic 34][pic 35][pic 36]

-

Ferro ()[pic 37]

Em Vogel (1981, p.267 à 273) o ferro é um metal branco prateado, aderente e dúctil. O metal comercializado dificilmente é puro e, em geral, contém pequenas quantidades de carbureto, silicieto, fosfeto e sulfeto de ferro, e um pouco de grafite. Estes contaminantes exercem um papel importante na resistência de estruturas metálicas de ferro.

Estes são considerados aditivos pois agem de forma a gerar uma liga de maior resistência as estruturas metálicas de ferro. O mesmo pode ser magnetizado.

Tabela 1: Reações de ferro

Nº

Equação

1

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2

[pic 39]

3

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4

[pic 41]

Fonte: Arthur Vogel,1981.

O ácido clorídrico e o ácido sulfúrico diluído reagem fortemente com o ferro, formando sais de ferro (II) e liberando hidrogênio (1,2 e 3). O ácido sulfúrico concentrado a quente produz íons de ferro (III) e dióxido de enxofre.

Com ácido nítrico diluído a frio formam-se íons de ferro (II) e íons de amônio (4).

O ferro forma dois importantes tipos de sais.

Os sais de ferro (II) ou ferrosos, que derivam do oxido de ferro (II), . Em solução onde há presença do cátion normalmente possuem uma coloração verde-clara. Os íons ferro (II) são facilmente oxidados a ferro (III), sendo considerados fortes agentes redutores. [pic 42][pic 43]

Os sais de ferro (III) ou férricos provem do óxido de ferro (III), . Eles são mais estáveis que os sais de ferro (II). Em suas soluções estão presentes os cátions , de coloração amarelo-clara; que se torna mais forte se conter íons cloretos. Agentes redutores convertem o ferro (III) a ferro (II).[pic 44][pic 45]

- Em solução de amônia

Tabela 2: Reações de ferro em solução de amônia.

Nº

Equação

5

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6

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7

[pic 48]

Fonte: Arthur Vogel,1981.

O ferro (II) quando reagido com uma solução de amônia forma um precipitado branco de hidróxido de ferro (II), quando em ausência de ar. O excesso de íons amônio o mesmo é solubilizado, diferenciando-o do restante do grupo.

Já o ferro (III) forma um precipitado gelatinoso de cor marrom avermelhado de hidróxido de ferro (III) (5), que se torna insolúvel em excesso do reagente, porém solúvel em ácidos (7).

O produto de solubilidade do hidróxido de ferro (III) ocorre mesmo em presença de sais de amônio diferença que o distingue dos outros cátions do grupo. A precipitação não ocorre em presença de certos ácidos orgânicos. O hidróxido de ferro (III) é convertido, quando aquecido em temperaturas superiores, em óxido de ferro (III).

- Em Sulfeto de Amônio

Tabela 3: Reação de ferro com sulfeto de hidrogênio.

Nº

Equação

8

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9

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10

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11

[pic 52]

Fonte: Arthur Vogel,1981.

Dessa reação ocorre um precipitado preto de sulfeto de ferro (II) (8), prontamente solúvel em ácidos com liberação de gás sulfídrico (9). O precipitado úmido torna-se marrom por exposição ao ar, pela sua oxidação a sulfato básico de ferro (III) (10).

Já os íons de ferro (III) são reduzidos e formam um precipitado preto de sulfeto de ferro (II) (11). Esse precipitado é dissolvido em ácido clorídrico.

- Solução de hidróxido de sódio

Sua reação de ferro (II) com hidróxido de sódio precipita como um sólido branco (12) de hidróxido de ferro (II), que oxida ao contato com o ar ou com peróxido de hidrogênio e torna-se marrom avermelhado de hidróxido de ferro (III) (13).

Já o ferro (III) é caracterizado por um precipitado marrom avermelhado de hidróxido de ferro (III) (15), que é insolúvel em excesso de reagente.

Tabela 4: Reação com hidróxido de sódio

Nº