Vogel: Análise Química Quantitativa

J Mendham · Capítulo 38 de 495

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Vogel: Análise Química Quantitativa

2.20 Solubilidade dos precipitados: efeito do solvente

enquanto as soluções estão quentes: a velocidade da filtração é maior e a

solubilidade de eventuais contaminantes é também maior, o que torna a

remoção do precipitado de interesse mais completa. Os fosfatos duplos de

amônio e magnésio, amônio e manganês, e amônio e zinco, bem como o

sulfato de chumbo e o cloreto de prata, são filtrados na temperatura normal

para evitar perdas por solubilidade.

 

2.20 Solubilidade dos precipitados: efeito do solvente

 

A solubilidade da maior parte dos compostos inorgânicos é reduzida quando

se adicionam solventes orgânicos como metanol, etanol, propano-1-ol e

acetona. Assim, a adição de cerca de 20% de etanol por volume reduz a

solubilidade de sulfato de chumbo a praticamente nada, o que permite

separações quantitativas. O mesmo ocorre com o sulfato de cálcio quando

se adiciona 50% de etanol por volume. Outros exemplos podem ser

encontrados no Cap. 11.

 

2.21 Íons complexos

 

O aumento da solubilidade de um precipitado com a adição de excesso do

reagente de precipitação deve-se, freqüentemente, à formação de um íon

complexo. Um íon complexo é o resultado da união de um íon simples com

íons de carga oposta ou moléculas neutras, como nos exemplos dados a

seguir.

Quando uma solução de cianeto de potássio é adicionada a uma solução

de nitrato de prata, forma-se inicialmen te um precipitado de cianeto de

prata porque o produto de solubilidade deste sal

 

é alcançado. A reação é dada por

 

CN– + + Ag AgCN

O precipitado, porém, dissolve-se quando se adiciona excesso de cianeto de

potássio, devido à formação do íon complexo [Ag(CN) – ]:*

2

 

AgCN(s) + CN– – (excesso) [Ag(CN) ]

2

 

ou AgCN + KCN K[Ag(CN)2], um sal complexo solúvel. O íon complexo [Ag(CN) – ] se dissocia para dar íons prata, porque a adição de

2

íons sulfeto leva à precipitação de sulfeto de prata (produto de solubilidade

igual a 1,6 × 10–49 3 –3 mol ·1) e porque a prata se deposita quando o complexo

sofre eletrólise. A dissociação do complexo segue a equação

 

[Ag(CN) – + – ] Ag + 2CN

2

 

Aplicando a lei da ação das massas, podemos obter a constante de

dissociação do íon complexo

 

que vale 1,0 × 10 –21 2 –2 mol ·1 na temperatura normal. Quando se observa

essa expressão levando-se em conta a presença de excesso de cianeto, fica

evidente que a concentração de íons prata deve ser muito pequena e que o

produto de solubilidade do cianeto de prata não é alcançado.

O inverso da Eq. (2.31) dá a constante de estabilidade (ou constante de

formação) do íon complexo

 

Vamos examinar, agora, uma situação um pouco diferente, a formação de

um íon complexo que inclui íons diferentes do íon comum presente em

solução. Um bom exemplo desse caso é dado pela solubilidade de cloreto

de prata em uma solução de amônia. A reação é

 

AgCl + 2NH + – [Ag(NH ) ] + Cl

3 3 2

Aqui, a eletrólise, ou o tratamento com sulfeto de hidrogênio, mostra que

íons prata estão presentes na solução. A dissociação do complexo é dada

por

 

[Ag(NH + + ) ] Ag + 2NH

3 2 3

 

e a constante de dissociação é dada por

 

A constante de estabilização é 7 –2 2 K = 1/ K = 1,5 × 10 mol ·l.

diss

A magnitude da constante de dissociação mostra claramente que se

produz uma quantidade muito pequena de prata quando o íon complexo se

dissocia.

A estabilidade dos íons complexos varia muito. Ela é expressa

quantitativamente pela constante de estabilidade. Quanto mais estável for

o complexo maior será a constante de estabilidade, isto é, menor será a

tendência à dissociação do íon complexo. Quando o íon complexo é muito

estável, como no caso do íon hexacianoferrato(II), [Fe(CN) 4– ], não é

6

necessário escrever as reações ordinárias dos íons que o compõem.

A aplicação da formação de íons complexos em separações químicas

depende da transformação de um dos componentes em um complexo

incapaz de reagir com um dado reagente com o qual o outro componente

reage. Um exemplo é a separação de cádmio e cobre. Ao se adicionar

excesso de cianeto de potássio a uma solução que contém sais destes

metais, formam-se os íons complexos [Cd(CN) 2– 3– ] e [Cu(CN) ]. Quando

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se passa sulfeto de hidrogênio na solução contendo excesso de íon cianeto,

ocorre precipitação de sulfeto de cádmio e não de sulfeto de cobre. Isso

ocorre porque apesar de o produto de solubilidade do CdS (1,4 × 10–28

mol2 –2 –45 2 –2 ·1 ) ser maior do que o do CuS (6,5 × 10 mol ·1), o íon complexo

cianocuprato(I) tem constante de estabilidade maior (2 × 10 27 –4 4 mol ·1) do

que o complexo de cádmio correspondente (7 × 10 10 –4 4 mol ·1). 2.22 Complexação