Baixe Análises Qualitativas: Ferro III, Alumínio, Crômio, Níquel, Zinco, Manganês e Cobalto e outras Notas de estudo em PDF para Química, somente na Docsity! Ferro III (Fe3+), Alumínio (Al3+), Crômio (Cr3+), Níquel (Ni2+), Zinco (Zn2+), Manganês (Mn2+) e Cobalto (Co2+) • Ferro III (Fe3+): 1. Solução de sulfeto de amônio: Forma-se um ppt preto de sulfeto de ferro (II) e enxofre: 2Fe3+(aq) + 3S2-(aq) 2FeS(s) + S(s) O ácido clorídrico dissolve o ppt preto de sulfeto de ferro (II), tornando-se visível a coloração branca do enxofre: FeS(s) + 2H+(aq) H2S(g) + Fe2+(aq) A par�r de soluções alcalinas, obtém-se o sulfeto de ferro (III) preto. 2Fe3+(s) + 3S2-(s) Fe2S3(s) A acidificação com ácido clorídrico reduz os íons ferro (III) a ferro (II) e forma-se o enxofre: Fe2S3(s) + 4H+(aq) 2Fe2+(aq) + 2H2S(g) + S(s) O ppt de sulfeto de ferro (II) úmido, quando exposto ao ar, é lentamente oxidado a hidróxido de ferro (III) marrom: 4FeS(s) + 6H2O + 3O2(g) 4Fe(OH)3(S) + 4S(s) A reação é exotérmica. Em determinadas condições, pode ser produzido tanto calor que seque o ppt, e o papel de filtro, com enxofre finamente dividido, pegue fogo. Portanto, os ppts de sulfetos nunca devem ser a�rados em cestas de lixo comuns, devendo, de preferência, ser removidos em água corrente; somente o papel deve ser jogado fora. Procedimento: 2. Solução de amônia: Precipitado gela�noso, marrom avermelhado, de hidróxido de ferro (III), Fe(OH)3, insolúvel em excesso de reagente, mas solúvel em ácidos: Fe3+(aq) + 3NH3(aq) + 3H2O Fe(OH)3(s) + 3NH4+(aq) O produto de solubilidade do hidróxido de ferro (III) é tão reduzido, que ocorre a precipitação completa, mesmo na presença de sais de amônio (dis�nção do ferro (II), níquel, cobalto, manganês, zinco e magnésio). A precipitação não ocorre na presença de certos ácidos orgânicos. O hidróxido de ferro (III) é conver�do, por um forte aquecimento, em óxido de ferro (III); o óxido calcinado é dificilmente solúvel em ácidos diluídos, mas dissolve-se por ebulição prolongada com ácido clorídrico concentrado: 2Fe(OH)3(s) Fe2O3 + 3H2O Fe2O3 + 6H+ 2Fe3+ + 3H2O Procedimento: 3. Solução de hidróxido de sódio: Precipitado marrom avermelhado de hidróxido de ferro (III), insolúvel em excesso de reagente (dis�nção do alumínio e cromo): Fe3+(aq) + 3OH-(aq) Fe(OH)3(s) Procedimento: 4. Solução de hexacianoferrato (II) de potássio: Precipitado de azul intenso de hexacianoferrato de ferro (III) (azul-da-prússia): 4Fe3+(aq) + 3[Fe(CN)6]4-(aq) Fe4[Fe(CN)6]3(s) O ppt é insolúvel em ácidos diluídos, mas se decompõe em ácido clorídrico concentrado. Um grande excesso de reagente pode dissolvê-lo parcial ou totalmente, formando uma solução de intensa coloração azul. O hidróxido de sódio transforma a coloração do ppt em vermelho, pela formação de óxido de ferro (III) e íons hexacianoferrato (II): Fe4[Fe(CN)6]3(s) + 12OH-(aq) 4Fe(OH)3(s) + 3[Fe(CN)6]4-(aq) Também o ácido oxálico dissolve o azul-da-prússia, formando uma solução azul; outrora, este processo foi u�lizado para fabricar �ntas de escrever. Se o cloreto de ferro (III) fora adicionado a um excesso de hexacianoferrato (II) de potássio, foram-se um produto de composição KFe[Fe(CN)6]. Este tende a formar soluções coloidais (azul-da-prússia solúvel) e não pode ser filtrado. Procedimento: 5. Solução de hexacianoferrato (III) de potássio: Coloração marrom, devido à formação de um complexo não dissociado de hexacianoferrato (III) de ferro (III): Procedimento: • Crômio (Cr3+): 1. Solução de sulfeto de amônio: Precipitado de hidróxido de cromo (III): 2Cr3+ (aq) + 3S2-(aq) + 6H2O 2Cr(OH)3(s) + 3H2S(g) Procedimento: 2. Solução de amônia: Precipitado gela�noso, verde cinzento a azul cinzento, de hidróxido de cromo (III), Cr(OH)3, levemente solúvel em excesso do precipitante , formando, a frio, uma solução violeta ou rosa, contendo o íon complexo hexaminocromato (III); fervendo a solução, o hidróxido de cromo precipita. Por isso, para a completa precipitação do cromo como hidróxido é essencial que a solução esteja fervendo e o excesso de solução aquosa de amônia seja evitado: Cr3+(aq) + 3NH3(aq) + 3H2O Cr(OH)3(s) + 3NH4+(aq) Cr(OH)3(s) + 6NH3(aq) [Cr(NH3)6]3+(aq) + 3OH-(aq) Na presença de íons acetato e na ausência de outros íons metálicos trivalente, o hidróxido de cromo (III) não é precipitado. A precipitação do hidróxido de cromo (III) é também impedida por tartaratos e citratos. Procedimento: 3. Solução de hidróxido de sódio: Precipitado de hidróxido de cromo (III): Cr3+(aq) + 3OH-(aq) Cr(OH)3(s) A reação é reversível; por adição de ácidos o ppt dissolve-se. Em excesso de reagente, o ppt dissolve-se facilmente, sendo formados íons tetrahidroxicromato (III), ou íons cromito: Cr(OH)3(s) + OH-(aq) [Cr(OH)4]-(aq) A solução é verde. Esta reação é reversível; por (leve) acidificação e também fervendo, o hidróxido de cromo (III) precipita-se novamente. Adicionando peróxido de hidrogênio a uma solução alcalina de tetrahidroxicromato (III), obtém-se uma solução amarela, devido à oxidação do cromo (III) a cromato: 2[Cr(OH)4]-(aq) + 3H2O2(aq) + 2OH-(aq) 2CrO42-(aq) + 8H2O Após a decomposição do excesso de peróxido de hidrogênio por ebulição, os íons cromato podem ser iden�ficados na solução por uma de suas reações. Procedimento: • Manganês (Mn2+): 1. Solução de sulfeto de amônio: Precipitado rosa de sulfeto de manganês (II): Mn2+(aq) + S2-(aq) MnS(s) O ppt também contém água, ligada fracamente. O ppt é facilmente solúvel em ácidos minerais (diferença do níquel e cobalto) e em ácido acé�co (dis�nção do níquel, cobalto e zinco): MnS(s) + 2H+(aq) Mn2+(aq) + H2S(g) MnS(s) + 2CH3COOH(aq) Mn2+(aq) + H2S(g) + 2CH3COO-(aq) A presença de cloreto de amônio auxilia a precipitação; ele tem um efeito de salga sobre o ppt coloidal. Por exposição ao ar, o ppt torna-se lentamente marrom, devido à sua oxidação a dióxido de manganês. Fervendo o ppt rosa com excesso de reagente, forma-se um sulfeto menos hidratado (3MnS + H2O) verde amarelado. Procedimento: 2. Solução de amônia: Precipitado parcial de hidróxido de manganês (II) inicialmente branco: Mn2+(aq) + 2NH3(aq) + 2H2O Mn(OH)2(s) + 2NH4 +(aq) O ppt é solúvel em sais de amônio, quando a reação se processa em direção à esquerda. Na presença de sais de amônio, nenhuma precipitação ocorre, devido à queda de concentração do íon hidroxila e a conseqüente incapacidade para alcançar o Mn(OH)2. Por exposição ao ar, o dióxido de manganês hidratado marrom precipita- se da solução amoniacal. Isto é importante em relação à separação dos metais do grupo III.A. Na precipitação de ferro, alumínio e cromo, a solução deve conter um grande excesso de cloreto de amônio e ser fervida, para expelir a maior parte de ar dissolvido, e deve ser adicionado um ligeiro excesso de solução de amônia e o ppt filtrado tão rapidamente quanto possível. Nestas condições, muito pouco manganês será precipitado. Procedimento: 3. Solução de hidróxido de sódio: Precipitado inicialmente branco de hidróxido de manganês (II): Mn2+(aq) + 2OH-(aq) Mn(OH)2(s) O ppt é insolúvel em excesso de reagente. Ele se oxida rapidamente em contato com o ar, tornando-se marrom e formando o dióxido de manganês hidratado, MnO(OH)2: Mn(OH)2(s) + O2(g) + H2O MnO(OH)2(s) + 2OH-(aq) O peróxido de hidrogênio converte rapidamente o hidróxido de manganês (II) em dióxido de manganês hidratado: Mn(OH)2(s) + H2O2(aq) MnO(OH)2(s) + H2O Procedimento: • Zinco (Zn2+): 1. Solução de sulfeto de amônio: Precipitado branco de sulfeto de zinco, ZnS, a par�r de soluções neutras ou alcalinas; é insolúvel em excesso de reagente, em ácido acé�co e em soluções de álcalis cáus�cos, dissolve-se em ácidos minerais diluídos. O ppt assim ob�do é parcialmente coloidal; ele é di�cil de lavar e tende a escorrer através do papel de filtro, par�cularmente nas lavagens. Para obter sulfeto de zinco em uma forma que 2. Solução de amônia: Precipitado verde de hidróxido de níquel (II), que se dissolve em excesso de reagente, a solução torna-se azul intensa: Ni2+(aq) + 2NH3(aq) + 2H2O Ni(OH)2(s) 2NH4+(aq) Ni(OH)2(s) + 6NH3(aq) [Ni(NH3)6]2+(aq) + 2OH-(aq) Se os sais de amônio es�verem presentes, nenhuma precipitação ocorrerá, mas o complexo será formado imediatamente. Procedimento: 3. Solução de hidróxido de sódio: Precipitado verde de hidróxido de níquel (II): Ni2+(aq) + 2OH-(aq) Ni(OH)2(s) O ppt é insolúvel em excesso de reagente. Na presença de tartarato ou citrato, não ocorre nenhuma precipitação, devido à formação do complexo. A amônia dissolve o ppt; na presença de excesso de hidróxido alcalino, os sais de amônio também dissolverão o ppt: Ni(OH)2(s) + 6NH3(aq) [Ni(NH3)6]2+(aq) + 2OH-(aq) Ni(OH)2(s) + 6NH4+(aq) + 4OH-(aq) [Ni(NH3)6]2+(aq) + 6H2O A solução de íons hexaminoniquelato (II) é de forte coloração azul; ela pode ser facilmente confundida com íons cobre (II), que formam os íons tetraminocuprato (II) azul, em uma reação análoga. A solução não é oxidada por ebulição com exposição ao ar ou por adição de peróxido de hidrogênio (diferença do cobalto). O ppt verde de hidróxido de níquel (II) pode ser oxidado a hidróxido de níquel (III) preto com solução de hipoclorito de sódio: 2Ni(OH)2(s) + ClO-(aq) + H2O 2Ni(OH)3(s) + Cl-(aq) A solução de peróxido de hidrogênio, contudo, não oxida o hidróxido de níquel (II), mas o ppt catalisa a decomposição do peróxido de hidrogênio para oxigênio e água sem nenhuma alteração visível: 2H2O2(aq) Ni(OH)2 H2O + O2(g) Procedimento: 4. Reagente dime�lglioxima (C4H8O2N2): Precipitado vermelho de dime�lglioxima de níquel de soluções minimamente alcalinizadas com amônia, ou soluções ácidas tamponadas com acetato de sódio: Em solução amoniacal, o ferro (II) (cor vermelha), o bismuto (ppt amarelo) e grandes quan�dades de cobalto (cor marrom) interferem. A influência dos elementos interferentes (o Fe2+ deve ser oxidado a Fe3+, digamos, por peróxido de hidrogênio) pode ser eliminada pela adição de um tartarato. Quando grandes quan�dades de sais de cobalto estão presentes, eles reagem com a dime�lglioxima, e um procedimento especial deve ser adotado. Os agentes oxidantes devem estar ausentes. O paládio, a pla�na e o ouro dão ppts em solução ácida. O reagente é preparado dissolvendo 1g de dime�lglioxima em 100 mL de etanol. Procedimento: • Cobalto (Co2+): 1. Solução de sulfeto de amônio: Precipitado preto de sulfeto de cobalto (II) de solução neutra ou alcalina: Co2+(aq) + S2-(aq) CoS(s) O ppt é insolúvel em ácidos clorídrico ou acé�co diluídos (embora a precipitação não ocorra em tal meio). O ácido nítrico concentrado, a quente, ou água-régia dissolvem o ppt, restando enxofre branco: 3CoS(s)+ 2HNO3 + 6H+ 3Co2+(aq) + 3S(s) + 2NO(g) + 4H2O CoS(s) + HNO3 + 3HCl Co2+ + S(s) + NOCl(g) + 2Cl- Por aquecimento mais prolongado, a mistura vai clareando, devido à oxidação do enxofre a sulfato: S(s) + 2HNO3 SO42- + 2H+ + 2NO(g) S(s) + HNO3 + 3HCl SO42- + 6Cl- + 3NOCl(g) + 8H+ + 2H2O Procedimento: 2. Solução de hidróxido de sódio: A frio, precipita um sal básico azul: Co2+(aq) + OH-(aq) + NO3-(aq) Co(OH)NO3(s) Aquecendo com excesso de álcali (ou, às vezes, simplesmente com a adição de excesso de reagente), o sal básico é transformado em um ppt rosa de hidróxido de cobalto (II): Co(OH)NO3(s) + OH-(aq) Co(OH)2(s) + NO3-(aq) Parte do ppt, contudo, passa para a solução. O hidróxido é lentamente transformado, por exposição ao ar, em hidróxido de cobalto (III), marrom-escuro: 4Co(OH)2(s) + O2(g) + 2H2O 4Co(OH)3(s) A transformação ocorre mais rapidamente, se for adicionado um reagente oxidante, como hipoclorito de sódio ou peróxido de hidrogênio: 2Co(OH)2(s) + H2O2(aq) 2Co(OH)3(s) 2Co(OH)2(s) + OCl-(aq) + H2O 2Co(OH)3(s) + Cl-(aq) O hidróxido de cobalto (II) precipitado é facilmente solúvel em amônia ou soluções concentradas de sais de amônio, desde que o licor-mãe seja alcalino: Co(OH)2(s) + 6NH3(aq) [Co(NH3)6]2+(aq) + 2OH-(aq) Co(OH)2(s) + 6NH4+ + 4OH- [Co(NH3)6]2+(aq) + 6H2O