APS de Química Analítica

Gabriel Bortoleti

Gabriela Begalli

Giovani Helmann

Gustavo Cavalcanti

Julie Fernandes

Identificação dos cátions Cu2+ e Bi3+

Toledo, 2014

1. Introdução

Esta apresentação irá apresentar os

métodos utilizados para verificação e descoberta

de um dos elementos contidos em uma solução

problema, que poderia ser de cobre (Cu) ou de

Bismuto (Bi). Será realizado uma rápida

apresentação dos elementos do grupo :

Cobre (Cu)- O cobre é um elemento químico de símbolo Cu (do

latim cuprum);

- Tem número atômico 29 (29 prótons e 29 elétrons) e de massa

atómica 63,6 uma.

- À temperatura ambiente, o cobre encontra-se no estado sólido.

Bismuto (Bi)- O bismuto é um elemento químico pouco abundante e caro,

pertencente à família 5A, com número atômico 83;

- Encontrando-se em temperatura ambiente na forma solida,

sendo pesado e quebradiço, de cor branca.

- Entre os metais pesados é o menos tóxico, mas ele e seus sais

podem causar danos moderados ao fígado.

Antimônio (Sb)- É um semimetal encontrado no estado sólido à temperatura

ambiente;

- Possui cor branca-azulada em sua forma estável;

- Pode ser obtido pela reação:

Sb2S3 + 3 Fe → 2 Sb + 3 FeS

Estanho (Sn)- É um metal, que é sólido nas condições ambientais;

- Possui cor branca-prateada, maleável, pouco dúctil e

altamente cristalino;

- Pode ser obtido pela reação:

SnO2 + 2 C ⇒ Sn + 2 CO

Mercúrio (Hg)- É um metal, líquido à temperatura ambiente

- Possui cor prateada, é um bom condutor de eletricidade e

estabelece liga metálica facilmente com muitos outros metais

como o ouro ou a prata produzindo amálgamas.

- Pode ser obtido nas reações:

(1) HgS + O2 → HgO + SO

(2) HgO + C → Hg + CO

Chumbo (Pb)- É um metal, sólido à temperatura ambiente.

- Possui cor acinzentada, é macio e muito maleável.

- Pode ser obtido nas reações:

1)2 PbS + 3 O2 → 2 PbO + 2 SO2

Cádmio (Cd)- É um metal branco azulado, dúctil e maleável.

- Tem número atômico 48 e massa igual a 112,4 u. À temperatura

ambiente, encontra-se no estado sólido.

- A toxicidade que apresenta é similar à do mercúrio;

possivelmente se liga a resíduos de cisteína. Seu estado de

oxidação mais comum é o +2.

Arsênio (As)- Tem número atômico 33 e massa 75 u.

- Este apresenta três estados alotrópicos: cinza ou metálico,

amarelo e negro. O arsênio cinza metálico (forma α) é a forma

mais estável nas condições normais e tem estrutura romboédrica;

é um bom condutor de calor, porém um péssimo condutor elétrico.

Análise de Cátions

“ A importância da análise de cátions é a

identificação ou pesquisa dos elementos ou íons que

constituem uma substância. Quando dispomos de uma

amostra desconhecida, a primeira exigência é,

geralmente, determinar quais substâncias que nela estão

presentes. A resolução disso esta no domínio da Análise

química qualitativa.” ( Teixeira, 2010)

Grupo de cátions

Para fins de análise qualitativa, os cátions são

classificados tomando-se por base sua peculiaridade a

determinados reagentes. A classificação baseia-se no

modo como os cátions reagem pela formação ou não de

precipitados. Os cátions são divididos em 5 grupos, no

caso os utilizados neste experimento pertencem ao

grupo 2.

Conhecido como grupo do cobre-arsênio que tem

como reativo o H2S em meio a HCl diluído, é formado

pelos íons desse grupo, um precipitado preto.

2. Objetivo

Utilizar uma rota analítica para identificação

dos cátions Cu2+ e Bi3+ como Atividade Prática

Supervisionada da matéria de Química Analítica I

que é ministrada pela professora Solange Cottica.

3. Materiais

- 6 tubos de ensaio;

- Estante para tubos de ensaio;

- Bico de Bunsen e fósforo;

- Papel toalha;

- Papel indicador;

- Fio de platina;

- Prego;

- Conta-gotas.

4. Reagentes- Água destilada

- Ácido acético;

- Soluções aquosas de:

- CuSO4 0,25 mol/L;

- K4[Fe(CN)6] 0,2 mol/L

- NH4OH 6,0 mol/L

- HCl 6,0 mol/L

- NaOH 1,0 mol/L

- H2O2 concentrado

- KI 0,5 mol/L

- Solução desconhecida

5. Procedimento e Resultados

5.1 Identificação do Bi3+

5.1.1 Reação com NH4OH

Adicionou-se em um tubo de

ensaio, 1 ml da solução desconhecida através de

uma pipeta e 4 gotas de NH4OH 6 mol/L até a

formação de precipitado branco. O precipitado

deve ser insolúvel em excesso de reagente.

5.1 Identificação do Bi3+

5.1.1 Reação com NH4OH

5. Procedimento e Resultados

A solução resultou

uma cor azul

escuro;

Com excesso de

reagente

solubilizava o

precipitado.

Bi3+ + 2 NH4OH ⇔ Bi(NH4) + 2 H2O

5. Procedimento e Resultados

5.1 Identificação do Bi3+

5.1.2 Reação com NaOH

Adicionou-se em um tubo de ensaio, 01 ml

da solução desconhecida através de uma pipeta

e 4 gotas de NaOH 01 mol/L. Observou se

ocorreu a formação de precipitado branco de

hidróxido de bismuto. Adicionou-se gotas de HCl

6,0 mol/L e verificou se houve solubilização.

5. Procedimento e Resultados

Não obteve um

precipitado

branco;

Solubilizou

completamente

após a adição

do HCl.

5.1 Identificação do Bi3+

5.1.2 Reação com NaOH

Bi3+ + 3 OH-⇔ Bi(OH)3

5. Procedimento e Resultados

5.1 Identificação do Bi3+

5.1.3 Reação com KI

Adicionou-se em um tubo de ensaio, 01 ml

da solução desconhecida através de uma pipeta

e gotas de KI 0,5 mol/L até a formação de

precipitado preto de iodeto de bismuto.

5. Procedimento e Resultados

Não obteve a

formação de

precipitado

preto de iodeto

de bismuto.

5.1 Identificação do Bi3+

5.1.3 Reação com KI

Bi3+ + 2 KI ⇔ 2 BiI3

5. Procedimento e Resultados

5.2 Identificação do Cu2+

5.2.1 Reação com K4[Fe(CN)6]

Adicionou-se em um tubo de ensaio, 1 ml da

solução problema e gotas de ácido acético até o

meio se tornar ácido.

Em seguida, adicionou-se gotas de

K4[Fe(CN)6] 0,2 mol/L e observou-se a formação

de precipitado castanho avermelhado de

ferrocianeto de cobre.

Cu2+ + K4[Fe(CN)6] ⇔ [CuFe(CN)6]

5. Procedimento e Resultados

5.2 Identificação do Cu2+

5.2.2 Reação com NH4OH

Adicionou-se em um tudo de ensaio, 1 ml da

solução problema com gotas de NH4OH 6,0 mol/L

até a formação de precipitado azul. Com excesso

de NH4OH solubilizou-se o precipitado pela

formação de um complexo de cor azul intensa de

cobre e amônia.

Cu2+ + 2 NH4OH ⇌ [Cu(NH3)4]

5. Procedimento e Resultados

5.2 Identificação do Cu2+

5.2.3 Prova de chama

Limpou-se o fio de platina, aquecendo-o na

chama e em seguida mergulhando-o em HCl 6,0

mol/L. Repetiu-se este procedimento até a cor da

chama não mais apresentar alteração.

Molhou-se o fio de platina em HCl, em

seguida mergulhou-o no sal de CuSO4 e levou-o

à chama. Coloração verde esmeralda identificou a

presença de cobre.

Esquema de reações que ocorrem na chama.

5. Procedimento e Resultados

5.2 Identificação do Cu2+

5.2.4 Teste de oxidação-redução

Imergiu-se na solução problema, um prego.

A formação de precipitado vermelho na superfície

do metal indicou a presença de cobre.

Fe ⇌ Fe2+ + 2e- (Oxidação)

Cu2+ + 2e- ⇌ Cu (Redução)

Global: Fe(s) + Cu2+(aq) ⇌ Fe2+(aq) +

Cu(s)

6. Conclusão

Após todas as análises, pode-se concluir

que a solução em questão possuía o cátion Cu2+.

Obrigado pela atenção!