Quimica analitica quantitativa

Quimica analitica quantitativa

(Parte 3 de 14)

Reação do grupo: precipitado branco de cloreto de chumbo (PbCl2), cloreto de mercúrio (I) (Hg2Cl2) e cloreto de prata (AgCl).

4.1.1- Chumbo, Pb: características analíticas do Pb2+.

O chumbo é um metal cinza azulado com uma alta densidade (1,48 g mL-1). Dissolve-se facilmente em solução de concentração média de ácido nítrico (8M), produzindo os íons chumbo (I).

Para o estudo das reações, podem ser utilizadas as soluções de nitrato de chumbo ou acetato de chumbo, ambas são fontes dos íons chumbo (I). As principais reações:

1- Ácido clorídrico diluído (ou cloretos solúveis): forma-se um precipitado branco (cloreto de chumbo) em solução fria e não muito diluída.

O precipitado pode ser tratado com água quente na qual apresenta uma certa solubilidade (3,4 g L-1 a 100ºC contra 9,9 g L-1 a 20ºC). Ele é também solúvel em ácido clorídrico concentrado ou cloreto de potássio concentrado, formando íons tetracloroplumbato (I) ([PbCl4]2-). Se o precipitado for lavado por decantação e se adicionar amônia diluída, não se observará qualquer alteração (diferença dos íons mercúrio (I) ou prata), embora ocorra uma reação de precipitação concorrente, formando-se o hidróxido de chumbo.

2- Ácido sulfúrico diluído (ou sulfatos solúveis): forma-se um precipitado branco de sulfato de chumbo.

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O precipitado é insolúvel em excesso de reagente. A quente, ele é solúvel em ácido sulfúrico concentrado formando o hidrogenossulfato de chumbo (HSO4-). O sulfato de chumbo é também solúvel em soluções concentradas de acetato de amônio 10M ou tartarato de amônio 6M, na presença de amônia, formando os íons tetracetatoplumbato (I) ([Pb(CH3COO)4]2-) e ditartaroplumbato (I) ([Pb(C4H4O6)2]2-). Na presença de carbonato de sódio, ele é convertido em carbonato de chumbo.

3- Cromato de potássio em solução neutra de ácido acético ou de amônia: forma-se um precipitado amarelo de cromato de chumbo.

Ele é dissolvido em ácido nítrico ou hidróxido de sódio.

4- Iodeto de potássio: precipitado amarelo de iodeto de chumbo.

PbI2+ 2

A solução mais concentrada de iodeto de potássio (6M) dissolve o precipitado e forma íons tetraiodoplumbato (I) ([PbI4]2-). Ele é moderadamente solúvel em água fervente, dando uma solução incolor, da qual se separa por resfriamento, formando lâminas amarelo- douradas.

5- Ensaios por via seca: Ensaios do maçarico de sopro: quando um sal de chumbo é aquecido na presença de um carbonato alcalino sobre carvão vegetal, obtém-se uma pérola maleável de chumbo (que é mole e marcará o papel) circundada por uma incrustação amarela de monóxido de chumbo.

Os produtos de análise: Ligas metálicas (solda, fusíveis, projéteis), canos, munição, baterias, minérios

antidetonante da gasolina [Pb(C2H5)4-], recobrimento de cabos telefônicos, chapas contra radiações

(galena- PbS, cerusita- PbCO3, anglesita- PbSO4), inseticidas, vernizes, esmaltes, tintas (zarcão), 4.1.2- Mercúrio, Hg: características analíticas do (Hg22+).

O mercúrio é um metal branco prateado, líquido nas temperaturas normais e apresenta um peso específico de 13,534 g mL-1 a 25ºC. Não é atacado pelo ácido clorídrico ou pelo ácido sulfúrico 2M, mas reage prontamente com o ácido nítrico. A frio e em concentração média de ácido nítrico (8M), com um excesso de mercúrio produz íons mercúrio (I) e com excesso de ácido nítrico concentrado a quente, formamse íons de mercúrio (I). O ácido sulfúrico concentrado, a quente, também dissolve o mercúrio. Se o mercúrio estiver em excesso, serão obtidos íons mercúrio (I) e se o ácido estiver em excesso, serão os íons mercúrio (I).

Para o estudo das reações, pode ser utilizada a solução de nitrato de mercúrio (I), fonte dos íons mercúrio (I). As principais reações:

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1-Ácido clorídrico diluído (ou cloretos solúveis): Precipitado branco de cloreto de mercúrio (I) calomelano.

Hg2Cl2+ 2

O precipitado é insolúvel em ácidos diluídos, porém solúvel em água régia (HNO3/HCl: 1/3) formando o cloreto de mercúrio (I). Comparando o comportamento do cloreto de chumbo, visto na seção anterior, com o cloreto de mercúrio (I) em solução de amônia são observadas alterações (diferenças dos íons mercúrio (I), chumbo (I) e prata (I)). Isso é devido a conversão do precipitado numa mistura de amido- cloreto de mercúrio (I) e mercúrio metálico, formando dois precipitados insolúveis. O nome calomelano é de origem grega, que significa preto bonito, e se deve a mistura proveniente da dissolução do cloreto de mercúrio (I) em amônia.

O aminocloreto de mercúrio (I) é um precipitado branco, mas o mercúrio finamente dividido o torna preto brilhante.

2-Solução de amônia: precipitado preto que é uma mistura de mercúrio metálico e amidonitrato básico de mercúrio (I), que é ele mesmo um precipitado branco.

NH3H2O HgO.Hg Hg NH4+2 + + 4 + + 2 + 3

NO3 Essa reação pode ser utilizada para diferenciar os íons mercúrio (I) e mercúrio (I).

3- Cloreto de estanho (I): reduz os íons mercúrio (I) a mercúrio metálico, apresentando-se sob a forma de um precipitado preto acinzentado.

HgSn
+2 +

Os íons mercúrio (I) reagem de modo semelhante.

Os produtos de análise: Minérios (cinábrio- HgS), amálgamas (Hg- Cd “odontologia”), tubos fluorescentes, lâmpadas ultravioleta, tintas submarinas (HgO), produtos farmacêuticos, inseticidas, detonadores

(Hg(CNO)2)

4.1.3- Prata, Ag: características analíticas do Ag+.

A prata é um metal branco, maleável e ductil. Apresenta um elevado peso específico (10,5 g.mL-1) e funde a 960,5ºC. É insolúvel em ácido clorídrico, sulfúrico diluído (1M) e nítrico diluído (2M). Dissolve-se em ácidos mais concentrados, tais como: ácido nítrico (8M) ou em ácido sulfúrico concentrado a quente. A prata em solução forma íons monovalentes incolores.

Para o estudo das reações, pode ser utilizada a solução de nitrato de prata, fonte dos íons prata (I). As principais reações:

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1- Ácido clorídrico diluído (ou cloretos solúveis): Precipitado branco de cloreto de prata

AgCl+

Na presença de ácido clorídrico concentrado, amônia diluída, cianeto de potássio e tiossulfato de sódio o precipitado é dissolvido, formando os respectivos íons complexos: dicloroargentato ([AgCl2]-, diaminoargentato ([Ag(NH3)2]+), dicianoargentato (Ag(CN)2]- e ditiossulfatoargentato (Ag(S2O3)2]3-. A reação de formação desse último complexo ocorre na fixação de negativos fotográficos ou positivos, após a revelação. A fixação compreende a retirada do excesso de cloreto de prata ou outro halogeneto de prata, que não foi decomposto pela luz solar ou radiação ultravioleta em prata metálica, tornando o negativo revelado insensível à luz.

2- Iodeto de potássio: precipitado amarelo de iodeto de prata.

AgI+

O precipitado é insolúvel em amônia diluída ou concentrada, mas dissolve-se rapidamente em cianeto de potássio e em tiossulfato de sódio, formando íons complexos.

3- Cromato de potássio em solução neutra: Precipitado vermelho de cromato de prata.

Ag+ CrO4

Ag2CrO42+

O precipitado é solúvel em ácido nítrico diluído e em solução de amônia, sendo que nesta última forma-se íon complexo. A solução acidificada torna-se laranja pela formação de íons dicromato (Cr2O72-) na reação.

4- Ensaio por via seca (ensaio do maçarico de sopro): quando um sal de prata é aquecido com um carbonato alcalino sobre carvão, forma-se uma pérola branca, maleável, sem qualquer incrustação de óxido, facilmente solúvel em ácido nítrico. A solução é imediatamente precipitada pelo ácido clorídrico diluído, porém o ácido sulfúrico bastante diluído não produz o mesmo efeito (diferença do chumbo).

Produtos de análise: Minérios (argentita- Ag2S, pirargirita- Ag3SbS3, prata- córnea- AgCl, proustita-

resíduos da calcinação de piritas e da purificação do chumbo e cobre (barro- eletrolítico)

Ag3AsS3), objetos de joalheria, aparelhos elétricos (relés), moedas, espelhos, indústria fotográfica (filmes),

4.2- Segundo Grupo de Cátions

Os íons deste grupo são: mercúrio (I), chumbo (I), bismuto (I),cobre (I), cádmio (I), arsênio (I) e (V), antimônio (I) e (V), estanho (I) e (IV).

Reagente do grupo: sulfeto de hidrogênio (gás ou solução aquosa saturada).

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Reação do grupo: precipitados de cores diferentes; sulfeto de mercúrio (I) HgS (preto), sulfeto de chumbo (I)

PbS (preto), sulfeto de cobre (I) CuS (preto), sulfeto de cádmio CdS (amarelo), sulfeto de bismuto (II) Bi2S3 (marrom), sulfeto de arsênio (I) As2S3 (amarelo), sulfeto de arsênio (V) (amarelo), sulfeto de antimônio (I) Sb2S3 (laranja), sulfeto de antimônio (V) (laranja), sulfeto de estanho (I) SnS (marrom) e sulfeto de estanho (IV) SnS2 (amarelo).

4.2.1- Mercúrio, Hg- Mercúrio (I) As propriedades físico- químicas mais importantes desse metal foram descritas no item 4.1.2.

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