16.14 : Análise Qualitativa

Quando uma solução desconhecida contém uma mistura de vários e diferentes íons metálicos, os catíons podem ser identificados por uma série sistemática de precipitações seletivas, chamada de análise qualitativa. Em cada etapa da análise, é acrescentado um reagente precipitante diferente. Estes reagentes seletivamente precipitam alguns catíons como sais insolúveis, que podem ser removidos, enquanto os outros continuam a permanecer na solução.

Em soluções aquosas, existem 22 catíons que normalmente podem ser divididos em cinco grupos baseados nos produtos de solubilidade dos seus sais insolúveis. Os catíons do grupo 1 são os íons metálicos que formam cloretos insolúveis. A maioria dos sais de cloreto são solúveis na água.

Assim, quando a solução aquosa de íons metálicos é tratada com ácido clorídrico de seis molar, um precipitado indicaria um íon metálico do grupo 1, como a prata, o chumbo ou o mercúrio. Se não se formar uma precipitação, isso indica que não há catíons do grupo 1 presentes na solução. Esta mistura é então centrifugada ou filtrada para separar o precipitado sólido e o sobrenadante aquoso.

Depois, o gás de sulfureto de hidrogénio é borbulhado através do sobrenadante ácido. A reação entre os íons metálicos e o sulfureto de hidrogénio produz sulfureto metálico e prótons. Devido à adição de ácido clorídrico na etapa anterior, a alta concentração de prótons altera o equilíbrio em relação aos reagentes.

Assim, em condições ácidas, apenas os íons metálicos do grupo 2 formam precipitações de sais de sulfureto altamente insolúveis enquanto outros sulfuretos metálicos que são ligeiramente mais solúveis permanecem na solução. De seguida, os catíons do grupo 3, que consistem em sulfuretos e hidróxidos hidrossolúveis, são precipitados. O hidróxido de sódio é adicionado ao sobrenadante desde a etapa anterior até estabelecer condições básicas.

Esta adição empobrece os prótons da reação de precipitação do sulfureto metálico, e o equilíbrio avança em direção aos produtos. Como resultado, muitos sulfuretos metálicos que foram solúveis em condições ácidas tornar-se agora insolúveis e formam precipitados. Além disso, os íons metálicos que formam hidróxidos insolúveis, como o ferro, o alumínio e o crómio, Precipitam-se para fora da solução.

Quando esta mistura é separada, apenas os íons de metais alcalinos e alcalino-terrosos permanecem na solução. Os metais alcalinos-terrosos, que constituem os catíons do grupo 4, formam fosfatos insolúveis. A adição de fosfato de hidrogénio diamónico à sobrenadante básica leva a que os íons de magnésio, cálcio, bário e estrôncio se precipitem.

O líquido decantado desta etapa contém catíons do grupo 5. Estes catíons não formam sais insolúveis e precisam de ser identificados individualmente. Se adicionarmos hidróxido de sódio à solução nas etapas anteriores liberta-se um gás com o cheiro característico a amoníaco, pois os íons de amónio estavam presente na mistura.

Os íons de sódio e potássio podem ser identificado com o teste da chama. Os íons de sódio produzem uma chama amarela brilhante enquanto que uma chama violeta indica íons de potássio.