Relatorio Dos cátions

1.0 Introdução

Na análise qualitativa, o grupo III de cátions é constituído pelos íons Ferro (Fe2+ e Fe3+), Alumínio (Al3+), Cromo (Cr3+), Níquel (Ni2+), Cobalto (Co2+), Zinco (Zn2+) e Manganês (Mn2+ e Mn3+). Para formação desse grupo reuniu-se os elementos de características físicas e químicas semelhantes. Todos eles são metais e bons condutores elétricos. Em sua maior parte são maleáveis, dúcteis, lustrosos, de cor cinza-prateado e possuem altos pontos de fusão e ebulição (ATIKINS, 2011).

A maior parte desses elementos possui mais de um estado de oxidação comum e, por isso, podem formar um grande número de compostos e complexos. Os compostos formados são coloridos e essa coloração geralmente resulta das transições eletrônicas que envolvem os orbitais d parcialmente preenchidos (SHRIVER, 2003).

O ferro, quimicamente puro, é um metal branco-prateado, tenaz e dúctil. Ele pode existir em mais de um estado de oxidação. Os sais de ferro (II) são derivados do óxido de ferro (II), FeO. Uma solução que contém cátions Fe2+ normalmente possui uma coloração verde- clara. Já os sais de ferro (III) são mais estáveis que os anteriores e derivados do óxido de ferro (III), Fe2O3. As soluções em que estão presentes os cátions Fe3+ possuem coloração amarelo- clara (VOGEL, 1981).

O alumínio é um metal branco, dúctil e maleável que na forma de pó possui coloração cinza. Ele é trivalente em seus compostos. Os íons alumínio (Al3+) formam sais incolores a menos que esteja presente ânions coloridos na solução (VOGEL, 1981).

O cromo é metal branco, cristalino. Ele pode existir três estados de oxidação (Cr2+, Cr3+ e Cr6+). Os compostos de Cr3+ são importantes, do ponto de vista nutricional, e mais estáveis. Apresentam coloração verde ou violeta em solução e pode formar muitos complexos que são facilmente oxidados (LEE, 1999).

O níquel é um metal duro, dúctil, maleável e tenaz. Ele pode existir em mais de um estado de oxidação. Os sais de níquel (II) são estáveis, derivados do óxido de níquel II (NiO) e possuem coloração verde (VOGEL, 1981).

O manganês é um metal de grande importância biológica. Quase todos seus compostos são coloridos. Ele é bastante eletropositivo e pode existir em sete estados de oxidação. Os cátions Mn2+ são incolores e derivados do óxido de manganês (MnO). Já os íons Mn3+ são instáveis e facilmente convertidos a Mn2+. (LEE, 1999).

O zinco é um metal branco azulado, moderadamente maleável e dúctil que possui propriedades anfóteras. Ele possui somente um estado de oxidação e seus cátions são bivalentes. O zinco forma somente uma série de sais que contém o cátion Zn2+, proveniente do óxido de zinco (ZnO) (LEE,1999).

O cobalto é um metal de cor cinza-aço, levemente magnético, que se dissolve facilmente em ácidos minerais diluídos. Em soluções aquosas é encontrado no estado de oxidação bivalente (Co2+) que possuem coloração avermelhada. Se a dissociação de compostos de Co(II) for impedida, a solução torna-se azul. Em complexos o íon Co3+ é encontrado. Estes íons são instáveis, porém seus complexos são estáveis (VOGEL, 1981).

Os metais do grupo III não são precipitados pelos reagentes dos grupos I e II, mas sim pela adição de ácido sulfídrico, na presença de amônia e cloreto de amônio. Assim, O reagente seletivo desse grupo é o sulfeto de amônio (NH4)2S. Este é responsável por formar precipitados de diversas cores.

A precipitação é uma propriedade de reações que ocorrem em solução. Ela é formada quando o produto de solubilidade (Kps) do composto é atingido e, consequentemente, dá origem a um composto insolúvel em água (ATKINS, 2011).

Para a separação dos cátions do grupo III é usada a análise sistemática. Nesta são elaboradas uma sucessão de reações de identificação dos íons. É uma marcha sistemática de analise, em que cada etapa de identificação só é avançada após a comprovação de que não há íons que interfiram neste processo (Alexéev, 1979).

O alumínio, ferro e cromo podem precipitados como hidróxidos na presença de amônia e cloreto de amônio, enquanto todos os outros metais deste grupo permanecem no sobrenadante e podem ser precipitados com o sulfeto de amônio. Assim, pode-se separar e, utilizando técnicas analíticas, identificar os íons presentes em uma determinada amostra.

2.0 Objetivos

2.1 Objetivo Geral

Compreender o processo qualitativo de separação e identificação do Grupo III de cátions.

2.2 Objetivos Específicos

• Identificar o reagente precipitante seletivo do grupo III;

• Entender as reações específicas de identificação dos cátions;

• Realizar o processo de separação dos cátions deste grupo.

3.0 Parte Experimental

3.1 Materiais e Reagentes

Os seguintes materiais e substâncias foram utilizados neste experimento:

• Béquer;

• Banho Maria (Novatecnica);

• Centrifuga (FANEM);

• Pipeta de Pasteur;

• Suporte para tubo de ensaio;

• Tubo de ensaio;

• Acetona – C3H6O;

• Ácido clorídrico – HCl;

• Ácido nítrico – HNO3;

• Água destilada;

• Cloreto de amônio - NH4Cl;

• Cloreto de cromo (III) – CrCl3;

• Cloreto de ferro (III) – FeCl3;

• Cloreto