Analise Cations Grupo III

1.0 INTRODUÇÃO TEÓRICA

A importância da análise de cátions é a identificação ou pesquisa dos elementos ou íons que constituem uma substância. A classificação dos cátions em determinados grupos baseiam-se no fato desses cátions reagirem com tal reagente, sendo assim, cada grupo tem seu próprio reagente, na qual este servirá para todo o grupo, afim de formarem precipitados, gases ou mudança de coloração. Isto ocorre através de séries de reações.

Quando dispomos de uma amostra desconhecida, a primeira exigência é, geralmente, determinar quais as substâncias que nela estão presentes. Os reagentes usados para classificação de cátions são o ácido Clorídrico, o ácido Sulfúrico, o sulfeto de amônio e o carbonato de amônio. Esta baseia-se no modo como os cátions reagem a tais reagentes pela formação ou não de precipitado. Por isso, pode-se dizer que a classificação dos íons é baseada nas diferenças de solubilidade de seus cloretos, sulfetos e carbonatos.

No presente relatório, iremos fazer a identificação dos cátions do grupo III, que são: Fe3+, Al3+, Cr3+, Tais cátions não reagem nem com ácido Clorídrico nem com ácido Sulfídrico em meio acido mineral diluído. Todavia formam precipitados com sulfeto de amônio em meio amoniacal e fortemente eletrolítico.

Os metais Ferro (Fe2+) ou (I) e (Fe3+) ou (II), alumínio (Al3+), cromo (Cr3+) ou (I), níquel (Ni2+), cobalto (Co2+), manganês (Mn2+), (I) e zinco (Zn2+) são metais que compõem o grupo analítico três, sendo que cinco desses elementos, cromo, manganês, ferro, cobalto e níquel são metais de transição e por isso possuem propriedades de elementos que tem uma camada interna de elétrons incompleta, ou seja, uma valência variável e uma forte tendência para formar íons complexos. Já o zinco e o alumínio não são metais de transição, mas o íon alumínio (I) ou Al3+ possui propriedades semelhantes às dos íons Cr3+ e Fe3+, pois possuem as mesmas cargas e raios aproximadamente iguais. Os reagentes específicos para este grupo analítico são o sulfeto de hidrogênio (gás sulfídrico ou solução aquosa saturada) na presença de amônia e cloreto de amônio ou solução de sulfeto de amônio.

A alquimia medieval acabou fundando, com seus estudos sobre os metais, as bases da química moderna. Diversas novas substâncias foram descobertas pelos alquimistas, como o arsênico. Eles também deixaram como legado alguns procedimentos que usamos até hoje, como o famoso "banho-maria", devido à uma alquimista chamada Maria, a Judia. Ironia do destino, o desejo dos alquimistas de transmutar os metais tornou-se realidade nos nossos dias com a fissão e fusão nuclear. A psicologia moderna também incorporou muito da simbologia da alquimia. Carl Jung reexaminou a simbologia alquímica procurando mostrar o significado oculto destes símbolos e sua importância como um caminho espiritual. Mas com certeza a maior influência da alquimia foi nas chamadas ciências ocultas. Em um mundo tomado pelo culto ao dinheiro, à aparência exterior, em que pouco o homem busca a si próprio e ao seu íntimo, as vozes dos antigos alquimistas aparecem como um chamado para que o homem reencontre seu lado espiritual e superior (FERNANDES, 1982).

As reações específicas deste grupo analítico são formados precipitados de cores diversas, como por exemplo, sulfeto de ferro (I) é preto; hidróxido de alumínio tem cor branca; hidróxido de cromo (I) é verde; sulfeto de níquel possui coloração preta; sulfeto de cobalto também é preto; sulfeto de manganês (I) é rosa e sulfeto de zinco tem cor branca. (FADIGAS, 2008).O ferro, quimicamente puro, é um metal branco, prateado, tenaz e dúctil. Funde a 1535ºC. O metal comercial raramente 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. O ferro pode ser magnetizado. Os sais de Fe2+ são dissolvidos em ácido clorídrico diluído ou concentrados e em ácido sulfúrico diluído formando sais de Fe2+, liberando hidrogênio. Já com ácido sulfúrico concentrado a quente sua dissolução produz íons Fe3+, ferro (I), e dióxido de enxofre. Reações com solução de Hidróxido de Sódio forma um precipitado branco de hidróxido de ferro (I). (Fe(OH)2), reação realizada em ausência de ar. O hidróxido de ferro (I) é insolúvel quando em excesso em ácidos, porém em solução de ácido diluído é solúvel. Se exposto ao ar o precipitado é oxidado a hidróxido de ferro (I) (Fe(OH)3). (VOGEL, 1981).O alumínio é um metal branco, dúctil e maleável; seu pó é cinza. Funde a 659ºC. Os objetos de alumínio expostos ao ar são oxidados na superfície, mas a camada de óxido protege o objeto de oxidação posterior. Dos ácidos clorídrico, sulfúrico e nítrico diluídos, somente o primeiro dissolve o metal facilmente, sendo que o processo de dissolução nos dois últimos ácidos pode ser acelerado por adição de cloreto de mercúrio (I). Os mesmos ácidos só que concentrados dissolvem o alumínio facilmente. Ele é trivalente em todos os seus compostos (Al3+). Quando reage com solução de Amônio forma-se precipitado branco, gelatinoso, de hidróxido de alumínio (Al(OH)3) pouco solúvel em excesso do reagente(FADIGAS, 2008). O cromo é um metal branco, cristalino e não consideravelmente dúctil ou maleável. Funde a 1765ºC. Em soluções aquosas, o cromo forma três tipos de íons; os cátions cromo (I) e (II) e o ânion cromato (e Dicromato), no qual o cromo tem um estado de oxidação de +6. O íon cromo (I) ou cromoso, Cr2+, é derivado do óxido de cromo (I) CrO. Esses íons formam soluções de cor azul. Eles são os mais instáveis. Os íons cromo (I) ou crômicos Cr3+ são estáveis e são derivados do trióxido de dicromo, Cr2O3. Em soluções eles são verdes ou violetas, dependendo dos íons complexos formados.

O cobalto é um metal de cor cinza- aço, levemente magnético. Funde a 1490ºC.O metal dissolve-se facilmente em ácidos minerais diluídos. A dissolução em ácido nítrico é acompanhada pela formação de óxido de nitrogênio. Em soluções aquosas, o cobalto está normalmente presente