INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA SUL- RIO-GRANDENSE CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA – SUBSEQUENTE – TURMA 2AN DISCIPLINA DE ANALÍTICA QUALITATIVA INORGÂNICA IDENTIFICAÇÃO DOS CÁTIONS DO GRUPO III

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  INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA SUL- RIO-GRANDENSE CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA – SUBSEQUENTE – TURMA 2AN DISCIPLINA DE ANALÍTICA QUALITATIVA INORGÂNICA IDENTIFICAÇÃO DOS CÁTIONS DO GRUPO III
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  1 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA SUL-RIO-GRANDENSE   CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA  –   SUBSEQUENTE  –   TURMA 2AN   DISCIPLINA DE ANALÍTICA QUALITATIVA INORGÂNICA IDENTIFICAÇÃO DOS CÁTIONS DO GRUPO III   Grupo IIIA (Fe 3+ , Al 3+ )   Grupo IIIB (Co 2+ , Ni 2+ , Zn 2+ )   PELOTAS/RS   10/06/2013   SUMÁRIO    2 1. Introdução ..................................................................................................................02   1.1. Precipitação do grupo III..........................................................................................07   1.2. Subdivisão do Grupo III...........................................................................................07   1.3. Identificação de Ferro, Cobalto e Níquel..................................................................08   1.4. Separação e Identificação do Alumínio....................................................................09   1.5. Identificação do Zinco..............................................................................................09   1.6. Objetivo....................................................................................................................10   2. Materiais e Reagentes ................................................................................................10   2.1. Materiais...................................................................................................................10   2.2. Reagentes..................................................................................................................10   3. Parte experimental ....................................................................................................11   3.1. Procedimentos..........................................................................................................11   4. Resultados e Discussão ..............................................................................................11   5. Reações Químicas do Grupo III ...............................................................................11   5.1. Reações de precipitação............................................................................................11   5.2. Reações de separação...............................................................................................12   5.3. Reações de identificação..........................................................................................12   6. Esquemas ....................................................................................................................13   7. Descarte dos Resíduos ...............................................................................................15   8. Conclusões ..................................................................................................................15   9. Referências Bibliográficas ........................................................................................15   1. Introdução    3 Os cátions do Grupo III não reagem nem com ácido clorídrico nem com ácido sulfídrico em meio ácido mineral diluído. Todavia, formam precipitados com sulfeto de amônio em meio neutro ou amoniacal (VOGEL, 1981). Os cátions deste grupo são: cobalto (II), níquel (II), ferro (II), ferro (III), cromo (III), alumínio, zinco e manganês (II) (VOGEL, 1981). Por questões práticas este relatório se baseará nos seguintes cátions: Fe (III), alumínio, cobalto (II), níquel (II) e zinco.   Os íons deste grupo são precipitados como sulfetos ou hidróxidos por uma combinação de sulfeto de hidrogênio ou tioacetamida com tampão amônia-cloreto de amônio. Nenhum destes íons forma um cloreto ou um sulfeto suficientemente solúvel  para precipitar a partir de uma solução cuja concentração em ácido clorídrico esteja compreendida na faixa 0,1  –   0,3M (KING, 1981).   Conforme Vogel (1981) o terceiro grupo de cátions apresenta como reagente do grupo: sulfeto de hidrogênio (gás sulfídrico ou solução aquosa saturada) na presença de amônia e cloreto de amônio ou solução de sulfeto de amônio.   Reação do grupo: precipitados de cores diversas: sulfeto de ferro (II) preto, hidróxido de alumínio branco, sulfeto de níquel preto, sulfeto de cobalto preto e sulfeto de zinco branco (VOGEL, 1981).   De acordo com Vogel (1981) os metais deste grupo de cátions não são  precipitados pelos reagentes dos grupos I e II, mas todos são precipitados pelo gás sulfídrico, na presença do cloreto de amônio, a partir de soluções tornadas alcalinas pela amônia. Os metais, com exceção do alumínio que é precipitado como hidróxido devido à hidrólise completa dos sulfetos em solução aquosa, são precipitados como sulfetos. O ferro e o alumínio (frequentemente acompanhados com um pouco de manganês) também são precipitados como hidróxidos pela solução de amônia na presença de cloreto de amônio, enquanto os outros metais do grupo permanecem em solução e  podem ser precipitados como sulfetos pelo gás sulfídrico. É, portanto, normal subdividir o grupo em grupo do ferro (ferro e alumínio) ou grupo IIIA, e grupo do zinco (níquel, cobalto e zinco) ou grupo IIIB.      FERRO, Fe  –   FERRO III:  o ferro, quimicamente puro, é um metal branco prateado, tenaz e dúctil. Funde a 1535°C. O metal comercial raramente é puro e, em geral, contém  pequenas quantidades de carbureto, silicieto, fosfeto e sulfeto de ferro, e um pouco de  4 grafite. Estes contaminantes exercem um papel importante na resistência de estruturas metálicas de ferro. O ferro pode ser magnetizado. O ácido clorídrico diluído ou concentrado e o ácido sulfúrico diluído o dissolvem, formando sais de ferro (II) e liberando hidrogênio.   Fe + 2H +  Fe 2+  + H 2   Fe + 2HCl Fe 2+  + 2Cl -  + H 2   O ácido sulfúrico concentrado a quente produz íons ferro (III) e dióxido de enxofre:   2Fe + 3H 2 SO 4  + 6H +  2Fe 3+  + 3SO 2  + 6H 2 O   Com ácido nítrico diluído a frio, Formam-se íons ferro (II) e íons amônio:   4Fe + 10H +  + NO 3-  4Fe 2+  + NH 4+  + 3H 2 O   O ácido nítrico concentrado a frio torna o ferro passivo; neste estado, ele não reage com o ácido nítrico diluído nem desloca o cobre de seus sais em solução aquosa. O ácido nítrico 1+1 ou ácido nítrico concentrado a quente dissolvem o ferro com liberação de monócito de nitrogênio e íons ferro (III):   Fe + HNO 3  + 3H +  Fe 3+  + NO + 2H 2 O   O ferro forma duas importantes séries de sais.   Os sais de ferro (II), ou ferrosos, são derivados do óxido de ferro (II), FeO. Em solução, contêm o cátion Fe2+ e normalmente possuem uma coloração verde-clara. Complexos por associação de íons e complexos quelatos, intensamente coloridos, são também comuns. Os íons ferro (II) são facilmente oxidados a ferro (III), sendo,  portanto, agentes redutores fortes. Quando menos ácida estiver a solução, tanto mais  pronunciado será tal efeito; em meio neutro ou alcalino, até mesmo o oxigênio atmosférico oxidará os íons ferro (II). As soluções de ferro (II) devem, portanto, ser ligeiramente acidificadas, quando forem esticadas por tempo mais prolongado.   Os sais de ferro (III), ou férricos, são derivados do óxido de ferro (III), Fe 2 O 3 . Eles são mais estáveis que os sais de ferro (II). Em suas soluções estão presentes os  5 cátions Fe 3+ , de coloração amarelo-clara; se a solução contiver cloretos, a coloração tornar-se-á mais forte. Agentes redutores convertem o ferro (III) a ferro (II).      ALUMÍNIO, Al:  o alumínio é um metal branco, dúctil e maleável; seu pó é cinza. Funde a 659°C. Os objetos de alumínio expostos ao ar são oxidados na superfície, mas a camada de óxido protege o objeto de oxidação posterior. O ácido clorídrico diluído dissolve o metal facilmente, enquanto a dissolução no ácido sulfúrico ou nítrico diluídos é mais lenta.   O processo de dissolução pode ser acelerado por adição de cloreto de mercúrio (II) à mistura. O ácido clorídrico concentrado também dissolve o alumínio:   2Al + 6HCl 2Al 3+  + 3H 2  + 6Cl -   O ácido sulfúrico concentrado dissolve o alumínio com a liberação do dióxido de enxofre:   2Al + 6H 2 SO 4  2Al 3+  + 3SO 42-  + 3SO 2  + 6H 2 O   O ácido nítrico concentrado torna o metal passivo. Com hidróxidos alcalinos, forma-se uma solução de tetrahidroxialuminato:   2Al + 2OH -  + 6H 2 O 2[Al(OH) 4 ] -  + 3H 2   O alumínio é trivalente em seus compostos. Os íons alumínio (Al3+) formam sais incolores com ânions incolores. Seus halogenetos, nitrato e sulfato são solúveis em água; apresentam reações devido à hidrólise. O sulfeto de alumínio só pode ser  preparado em estado seco, pois, em soluções aquosas, ele hidrolisa, formando o hidróxido de alumínio, Al(OH) 3 . O sulfato forma sais duplos com sulfatos de cátions monovalentes, cristais de aparência atraente, chamados alumes.      COBALTO, Co:  o cobalto é um metal de cor cinza-aço, levemente magnético. Funde a 1490°C. O metal dissolve-se facilmente em ácidos minerais diluídos:   Co + 2H +  Co 2+  + H 2   A dissolução em ácido nítrico é acompanhada pela formação de óxido de nitrogênio:   3Co + 2HNO 3  + 6H +  3Co 2+  + 2NO + 4H 2 O  
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