4

1 INTRODUÇÃO

Os cátions do grupo III são conhecidos como grupo do sulfeto de amônio, pois todos

precipitam como hidróxido ou sulfetos em solução saturada de sulfeto de hidrogênio na

presença de amônia e cloreto de amônio ou solução de sulfeto de amônio.

Entretanto, o reagente de grupo para precipitar especificamente os cátions do Grupo

III-A é a mistura de NH3 (amônia) + NH4Cl (cloreto de amônio) que atua como solução

tampão (solução que não permite grandes variações de pH, mesmo introduzindo à ela um

ácido ou uma base) e cujo valor de pH é aproximadamente 9.

É necessário, todavia, diminuir a concentração de OH- livre para impedir que outros

cátions precipitem na forma de hidróxidos, uma vez que, ainda podem estar presentes na

amostra padrão os cátions do Grupo III-B, IV e V.

Assim, o NH4Cl interfere como íon comum no equilíbrio de NH3 (base fraca) ao

deslocar o sentido da reação em direção de sua forma molecular, conforme demonstrado no

esquema abaixo:

FIGURA 1 – Esquema do efeito do íon comum

Fonte: Roteiro disponibiliza para a realização da prática

Nestas condições de baixa concentração de íons OH-, somente os hidróxidos menos

solúveis precipitam-se. São eles: Fe(OH)3 (hidróxido de ferro III ou férrico); Al(OH)3

(hidróxido de alumínio) e Cr(OH)3 (hidróxido de cromo III ou crômico). Além disso, o íon

Al3+ tem muitas propriedades semelhantes as dos íons Cr3+ e Fe3+, o que pode ser explicado

pelo fato destes íons terem as mesmas cargas e raios aproximadamente iguais. 

Contudo, ao adicionar NaOH a solução, o Al(OH)3 e o Cr(OH)3 passam para a forma

de ânions, por serem o Al2O3 e Cr2O3 óxidos anfóteros - De acordo com a Teoria ácido-base

de Bronsted-Lowry, são substâncias que podem comportar-se como um ácido ou como uma

base, dependendo do outro reagente presente.

5

FIGURA 2 – Reações de dissociação iônica dos compostos Al(OH)3 e Cr(OH)3

Por fim, os íons aluminato ([Al(OH)4]-) e cromito ([Cr(OH)4]-) são solúveis, podendo,

portanto, serem separados do Fe(OH)3(s) por filtração. O íon [Cr(OH)4]-, por efeito do agente

oxidante, H2O2, passa para a forma de íon CrO42-.

FIGURA 3 – Reação de oxidação do íon cromito por ação do H2O2

Esquematicamente, tem-se:

FIGURA 4 – Esquema de separação dos cátions do Grupo III-A

Fonte: http://2.bp.blogspot.com/_jmhk3Fe30ew/S_CX7Cej0RI/AAAAAAAAAFU/4-Hj4upOyIQ/s1600/

scan0002.jpg

2 OBJETIVO

6

Identificar e confirmar a presença de cátions do grupo III-A em uma solução-amostra.

3 MATERIAIS E REAGENTES

7

Béqueres 50 mL;

10 mL de solução-amostra contendo cátions do Grupo III-A;

10 mL de solução saturada de NH4Cl;

Agitador magnético;

Solução de NH3 7,0 mol/L;

Papel de filtro;

Papel de tornassol;

10 mL de solução NH4Cl/NH3 0,5 mol/L (pH ~ 9);

10 mL de solução de NaOH 4 mol/L;

10 mL de H2O2 3% (10 volumes);

2 mL de HCl 6,0 mol/L;

Solução de KSCN 1,0 mol/L;

1 mL de solução de HCl 1:1 (v/v);

Solução de CH3COOH 1:1 (v/v)

1 mL de solução de BaCl2.2H2O 0,1 mol/L

Tubos de ensaio.

4 METODOLOGIA

4.1 Separação dos cátions do Grupo III-A

8

Colocou-se inicialmente em um béquer de 50 mL, 10 mL da solução-amostra (que

continha os cátions do Grupo III-A) e 10 mL da solução saturada de NH4Cl, aqueceu-

se até a ebulição e foram adicionados gota a gota (sob agitação) da solução de NH3 (7

mol/L) até que o meio tornou-se básico. Verificou-se o pH com papel de tornassol.

Adicionou-se 1 mL da solução de NH3 e ferveu-se a solução por mais 2 minutos.

Filtrou-se o precipitado utilizando 10 mL da solução de NH4Cl/NH3 (0,5 mol/L) para

fazer a lavagem.

Adicionou-se ao filtrado algumas gotas de NH3 e verificou-se a formação ou não de

precipitado.

Transferiu-se o precipitado para um béquer e adicionou cerca de 10 mL da solução de

NaOH (4 mol/L), agitou-se. Após adicionou-se 10 mL de H2O2 3% (10 volumes) e

agitou-se novamente. Aqueceu-se até a ebulição, por aproximadamente 2 minutos, até

que a efervescência cessou-se.

Filtrou-se e lavou-se o precipitado com uma pequena quantidade de água quente e

recolheu-se a água do precipitado em outro béquer.

4.2 Confirmação da presença do ferro (íon Fe3+)

Dissolveu-se o precipitado adicionando 2 mL da solução de HCl (6 mol/L) ao mesmo.

Em seguida, adicionou-se algumas gotas do KSCN (1mol/L) para verificar a presença

do íon Fe3+.

4.3 Testes para confirmar a presença de alumínio (íon Al3+) e crômio (íon Cr3+)

Colocou-se em dois tubos de ensaio a amostra do filtrado que contém [Al(OH)4]- e

CrO42-.

No primeiro tubo adicionou-se 1 mL da solução de HCl 1:1 (v/v) e verificou-se se a

formação ou não de um precipitado branco com aspecto gelatinoso.

9

Acidulou-se a solução do segundo tubo adicionando-se algumas gotas de CH3COOH

1:1 (v/v) e verificou-se com papel tornassol. Após, adicionou-se 1 mL da solução de

BaCl2 . H2O (0,1 mol/L). Verificou-se se houve a formação ou não de precipitado

novamente.

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

5.1 Separação dos cátions do Grupo III-A

10

Ao reagir Fe(NO3)3 com NH4OH, notou-se um precipitado gelatinoso marrom

avermelhado de hidróxido de ferro (III), Fe(OH3), insolúvel com excesso de reagente.

Fe3++ 3 NH3 + 3 H2O ↔ Fe(OH)3+ 3 NH4+

O precipitado retido no papel de filtro continha Fe(OH)3 (marrom), no filtrado

[Al(OH)4]- (incolor) e CrO42- (amarelo).

5.2 Confirmação da presença do ferro (íon Fe3+)

Para a identificação, o íon Fe3+ reagiu-o com KSCN, observou-se uma coloração

vermelha intensa da solução devido à formação de um complexo não dissociado de tiocianato

de ferro III.

Fe3+ + 3 SCN- ↔ Fe(SCN)3

5.3 Confirmação da presença do alumínio (íon Al3+)

Na reação entre Al(NO3)3 e NaOH, esperava-se encontrar a formação de um

precipitado branco de hidróxido de alumínio, dada pela reação:

Al3+ + 3 OH- ↔ Al(OH)3(s)

Porém, a formação do precipitado de Al(OH)3 não foi observada. O precipitado pode

ter sido dissolvido com um possível excesso de reagente, formando íons tetrahidroxaluminato,

como mostra na reação a seguir:

Al(OH)3 + OH- ↔ [Al(OH)4]-

A reação pode ser revertida a qualquer momento caso seja adicionado algum reagente

que diminua a concentração do íon hidroxila fazendo com que a reação se desloque da direita

para a esquerda precipitando o hidróxido de alumínio.

5.4 Confirmação da presença do crômio (íon Cr3+)

O cromo permaneceu na forma de ânion (Cr2O72-/CrO4

2-). A oxidação do íon Cr3+ a íon

CrO42- com H2O2, tem como finalidade manter o cromato na forma de ânion (CrO4

2-).

11

No teste de confirmação, o precipitado de cor amarelada de BaCrO4, indicou a

presença de íons CrO42- na amostra.

.

.

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS

12

Realizados os procedimentos descritos anteriormente conclui-se que os cátions do

grupo III-A na forma de sulfetos ou hidróxidos são facilmente precipitados em uma solução

tamponada com NH4OH/NH4Cl.

Entretanto, através da cor característica de cada componente deste grupo é possível

fazer-se a identificação de tais compostos em uma solução. Tomado o cuidado de verificar

que em tal solução não coexistam íons ou complexos que quando precipitados tenha cores

semelhantes, tal método é seguramente confiável.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

13

Disponível em: <http://wwwp.fc.unesp.br/~galhiane/separacao2_cations_iii.htm>. Acesso em: 25 jun. 2013.

Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAABKooAA/separacao-dos-cations-grupo-iii>. Acesso em: 25 jun. 2013.

Disponível em: <http://w3.ufsm.br/laequi/wp-content/uploads/2012/07/C%C3%A1tions-do-grupo-III1.pdf>. Acesso em: 25 jun. 2013.