Separação e identificação dos cátions: Ag+, Hg₂²⁺e Pb²⁺

2.1 - Introdução

Podemos separar as metodologias utilizadas na análise qualitativa de cátions e ânions em dois grupos:

·        Métodos de identificação individual ou fracionada;

·        Métodos de identificação sistemática

Nos métodos de identificação individual ou fracionada, os cátions ou ânions são identificados mediante reações seletivas diretamente em porções retiradas da amostra original. Nestas metodologias a ordem de análise não tem importância. Um exemplo da metodologia de identificação individual é a análise de toque (spot tests em inglês) criada pelo químico austríaco Fritz Feigl (1891-1971). A análise de toque é uma metodologia simples e eficiente na qual as análises são realizadas utilizando-se gotas de amostra e reagentes usando como suporte uma placa de toque ou tiras de papel de filtro (ou, em alguns casos, aparatos especialmente projetados para uma análise específica). Feigl estudou na Universidade de Viena, onde, em 1920, se doutorou e ingressou em seu corpo docente, onde atuou até 1938. Por conta da segunda guerra mundial, acabou se refugiando com a família no Brasil, em 1940, onde foi contratado  para organizar e dirigir um grupo  de pesquisa em microanálise no Laboratório de Produção Mineral, no Rio de Janeiro (na época, vinculado ao Ministério da Agricultura), onde atuou até seu falecimento. Os métodos de identificação sistemática, por outro lado, se caracterizam por separar, mediante a utilização de reagentes chamados “reagentes de grupo”, os analitos em grupos  com alguma propriedade em comum (em geral a solubilidade). Separado o grupo, procede-se a análise de cada um dos analitos componentes do mesmo.  Para que a separação seja completa, é  necessário utilizar quantidades suficientes de reagente e criar condições ótimas para a  precipitação, devendo-se verificar se a separação foi completa mediante a adição de um excesso do reagente de grupo. Esta prática exemplifica esta metodologia, sendo que o grupo de cátions possui como característica em comum o fato de formarem cloretos insolúveis. Nas práticas 3 e 4 serão apresentados dois outros grupos de cátions a serem identificados, de modo a expor o funcionamento e dinâmica da análise  qualitativa sistemática de cátions. Protocolos mais completos para um conjunto maior de cátions e ânions podem ser encontrados em algumas das referências indicadas no final deste roteiro.

2.2 – Objetivos

Separar e identificar os cátions Ag+, Hg₂²⁺e Pb²⁺

2.3 - Parte Experimental

Colocar em um tubo de ensaio cerca de 10 gotas da solução contendo os cátions deste grupo, adicionar cerca de 10 gotas de HCl 0,2 mol L^-1, agitar e centrifugar. Verificar se a precipitação foi completa pela adição de 1 ou 2 gotas de HCl ao líquido sobrenadante. Transferir o sobrenadante para outro tubo de ensaio (no caso de uma amostra contendo outros cátions além de Ag+, Hg₂²⁺e Pb²⁺, eles estarão neste sobrenadante que seria utilizado, então, para dar continuidade à análise), lavar o precipitado com 2 mL de água contendo 3 gotas de HCl 6 mol L^-1. Agitar bem.

Centrifugar e desprezar o líquido sobrenadante. Denominar o precipitado (ppt.) de precipitado I.

Ao Precipitado I adicionar 4 mL de água destilada. Aquecer em banho-maria pelo menos durante 3 min, agitando constantemente. Centrifugar rapidamente etransferir o líquido sobrenadante para outro tubo de ensaio. O sólido que restou no primeiro tubo pode ser chamado de Precipitado II.

Ao tubo de ensaio contendo o sobrenadante, adicionar 2 gotas de ácido acético 6 mol L^-1

e 4 gotas de K2CrO4. A formação de um precipitado amarelo de PbCrO₄ confirma a presença de Pb²⁺

Em seguida, lavar o Precipitado II com 4 mL de água destilada e aquecer em banho-maria. Centrifugar e testar a presença de Pb²⁺no líquido sobrenadante, conforme o procedimento anterior. Continuar a lavagem até que não ocorra reação positiva para chumbo. Ao precipitado lavado adicionar cerca de 2 mL de NH3 6 mol L^-1

e agitar bem. O aparecimento de um precipitado de cor negra ou cinza escuro indica a presença de Hg₂²⁺. Centrifugar e decantar o líquido sobrenadante, que pode conter Ag(NH₃)²⁺, em um tubo de ensaio. A presença de Ag⁺pode ser confirmada pela adição a esse líquido de cerca de 3 mL de HNO3 6 mol L^-1

. Verificar com o papel tornassol se a solução está ácida. A formação de um precipitado branco de AgCl indica a presença de Ag⁺.

2.4 - Resumo das reações

Elaborar um quadro resumo do resultado das reações realizadas (ver abaixo), escrever as reações completas em forma iônica e montar um fluxograma das operações.

2.5 - Referências Bibliográficas

ALEXEEV, V. Análise Qualitativa. Porto: Lopes da Silva Editora, 1982.

FEIGL, F. Spot Tests in Inorganic Analysis. Amsterdam: Editora Elsevier, 5ª ed., 1958.

BACCAN, N.; ALEIXO, L. M.; STEIN, E.; GODINHO, O. E. S. Introdução à Semimicroanálise Qualitativa. Campinas: Editora UNICAMP, 7^a ed., 1997.

JIMENO, S. A. Analisis Cualitativo Inorgânico. Madri: Editorial Paraninfo, 4ª ed., 1990.