Reações dos cátions

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Reações dos cátions
Apresentação
O atual desenvolvimento tecnológico fez da química analítica uma área muito mais voltada para a 
mensuração de analitos (química analítica quantitativa) em relação à identificação (química analítica 
qualitativa). No entanto, antes de utilizar um equipamento caro, capaz de analisar microquantidades 
de um analito, é necessário verificar a presença dele em uma amostra, o que pode ser feito com 
experimentos relativamente simples.
De grande importância, os cátions estão presentes em todas as atividades humanas. Seus usos 
abrangem a indústria de construção civil (ligas de ferro), a indústria farmacêutica (estabilizadores de 
humor como o lítio), a indústria de alimentos (suplementos alimentares como cálcio e magnésio) ou 
como agentes tóxicos (chumbo e seu efeito sobre a hematopoiese).
Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai entender como distinguir e dar nome aos diferentes 
cátions, bem como reconhecer e exemplificar as diferentes reações que têm cátions como 
elemento central.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Diferenciar e nomear cátions.•
Identificar reações envolvendo cátions.•
Exemplificar reações dos cátions.•
Desafio
Os íons são elementos importantes da saúde humana: o sódio é essencial para a condução nervosa, 
o cálcio, para formação óssea, e o magnésio, para a estabilidade do DNA e do ATP. No entanto, 
apesar de benéficos, alguns íons podem ser tóxicos ao homem.
Com isso em mente, você deve ler o caso clínico a seguir e relacioná-lo com o efeito dos cátions no 
organismo.
Um homem de 47 anos, nefropata e em diálise, é internado na emergência de um hospital com 
fratura de fêmur. Além da fratura, o médico percebe, durante a anamnese, que o paciente possui 
leve disfunção motora, dificuldade para falar e confusão mental.
Diante do exposto acima, explique:
Qual cátion pode estar envolvido no quadro do paciente?
Qual mecanismo levou à patologia?
Como é feita a análise desse elemento?
Infográfico
Os metais como ferro, chumbo e alumínio são essenciais ao processo de industrialização. Com eles 
são desenvolvidos diversos produtos comuns do nosso dia a dia, como aço inoxidável para 
produção de bisturis, alumínio para latas de refrigerante, entre outros. Esses metais não estão 
presentes na natureza em sua forma bruta, ou seja, seu estado de oxidação não é zero. Em sua 
maioria, formam ligas com outros elementos, como é o caso dos óxidos de ferro, que apresentam 
estado de oxidação diferente de zero e podem, portanto, ser lixiviados e contaminar o meio 
ambiente.
Os efeitos do chumbo no organismo podem ser de longo prazo. Os elementos liberados, como no 
caso que ocorreu em Mariana/MG, têm efeito cumulativo no ambiente e consequentemente ao 
homem.
No Infográfico você vai visualizar como ocorre a cadeia de contaminação ambiental pelo chumbo. 
Você vai perceber que os efeitos fisiológicos no corpo humano são diretamente proporcionais ao 
consumo, isto é, quanto mais um alimento contaminado é consumido, maiores serão seu acúmulo e 
efeito tóxico no organismo.
 
Aponte a câmera para o 
código e acesse o link do 
conteúdo ou clique no 
código para acessar.
https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/1004a76f-3034-4c49-87c3-7abe6c0028fe/c0e75d52-f0d9-40b5-bbe7-d056db4328fe.png
Conteúdo do livro
Os princípios básicos do estudo dos cátions são apresentados por meio de gráficos e reações. Estes 
se aplicam a auxiliar no reconhecimento dos cátions, da sua identificação e da importância desse 
processo.
No capítulo Reações dos cátions, da obra Química analítica qualitativa, você vai aprender como são 
diferenciados e nomeados os cátions de relevância nas análises qualitativas. Também vai aprender 
a identificar as reações que envolvem os cátions, juntamente com exemplos de reações onde esses 
íons de carga positiva participam do processo.
Boa leitura.
QUÍMICA 
ANALÍTICA 
QUALITATIVA
Christian Boller 
Reações dos cátions
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Diferenciar e nomear cátions.
 � Identificar reações envolvendo cátions.
 � Exemplificar reações dos cátions.
Introdução
Tradicionalmente, a química é dividida em dois grupos distintos (ALBERTS 
et al., 2017): 
 � a química orgânica, focada em compostos à base de carbono (C), 
hidrogênio (H), nitrogênio (N) e oxigênio; 
 � a química inorgânica, que trata dos os outros elementos da tabela 
periódica.
Entre os elementos inorgânicos, os cátions desempenham papel 
central na química. Alguns são classificados como essenciais à vida, a 
exemplo do sódio (Na), do potássio (K) ou mesmo do ferro (Fe), pois 
sem eles muitos processos biológicos não ocorreriam (WELLER et al., 
2018). Outros, como o arsênio (As), o chumbo (Pb) e o mercúrio (Hg), são 
considerados tóxicos ao meio ambiente e aos seres vivos (KLAASSEN; 
WATKINS III, 2012). Um terceiro grupo, apesar de possuir potencial para 
toxicidade, é empregado como agente terapêutico, como é o caso do 
lítio (Li) e do bismuto (Bi) (HILAL-HANDAL; BRUNTON, 2016). 
Neste capítulo, você vai entender como distinguir e dar nome aos 
diferentes cátions e também reconhecer e exemplificar as diferentes 
reações que têm os cátions como elementos centrais.
Diferenciando e nomeando os cátions
O que são elementos e como estes se transformam em cátions? Quais elementos 
se transformam em cátions?
Os elementos são estruturas básicas que formam as diferentes substâncias 
que conhecemos. Você já deve conhecer alguns deles: sódio, potássio, ferro, 
chumbo. Alguns são mais comuns na natureza; outros mais raros.
Veja, a seguir, na Figura 1, a tabela periódica que apresenta os elementos 
mais comuns existentes na natureza. 
Figura 1. Representação da tabela periódica e os elementos mais comuns na natureza.
Fonte: Alberts et al. (2017, p. 43).
Número atômico
Massa atômica
Cada elemento representado na tabela é composto por átomos e possui 
características químicas e físicas distintas. O átomo é caracterizado pelo 
número de prótons em seu núcleo. Para um mesmo elemento, esse número é 
sempre constante. Já o número de nêutrons pode variar, originando os diferentes 
isótopos do mesmo elemento (CHANG; GOLDSBY, 2013).
Reações dos cátions2
A busca pela origem das coisas remonta as primeiras civilizações. Os filósofos pré-
-socráticos já buscavam pela origem do mundo na química. Dá-se crédito a Leucipo 
e Demócrito pelo desenvolvimento da teoria atomista (REZENDE, 1986).
Não confunda elemento e átomo. Elementos são formados a partir de átomos. 
Aqui você precisa tomar cuidado: um átomo tende sempre a ser neutro. Isto 
é, o número de prótons no núcleo e o número de elétrons da eletrosfera tendem 
sempre a ser iguais. Mas nem sempre é assim. Observe que, na Figura 2, o 
número de elétrons da última camada não é 8 ou 2 (regra do octeto/dupleto) 
(ATKINS; JONES, 2012).
Figura 2. Diferença entre átomo, elemento e substância.
Fonte: Adaptada de oorka/Shutterstock.com, Chang e Goldsby (2013, p. 39) e Andraž Cerar/Shutterstock.
com.
11 Prótons 12 Nêutrons 11 Elétrons
Átomo Elemento Substância
3Reações dos cátions
Quando isto acontece, existe uma chance do átomo receber um elétron 
de outro átomo menos eletronegativo (ou mais eletropositivo). Inversamente, 
também pode doar seu elétron a outro átomo mais eletronegativo (ou menos 
eletropositivo). Quando isto acontece, formam-se os íons, em um processo 
chamado de ionização. Lembre-se que quanto mais eletronegativo (menos 
eletropositivo) for um elemento, maior a probabilidade de este receber elétrons 
(será um ânion). Ao contrário, quanto menos eletronegativo for um elemento 
(mais eletropositivo), maior a chance em perder o elétron (será um cátion).
Você deve ter verificado que, pelo fato de ganhar ou perder elétrons, os 
íons tem nomes diferentes. Quando um átomo perde elétrons, o número de 
cargas positivas é maior que as negativas, portanto vocêterá um cátion. Em 
caso contrário, ao ganhar elétrons, o número de cargas negativas é maior, logo 
a estrutura formada tem o nome de ânion. 
Observe, no Quadro 1, a seguir, o esquema representativo entre a ionização 
dos átomos de sódio e cloro a seguir (ATKINS; JONES, 2012).
Átomo de Na Íon Na+ Átomo de Cl Íon Cl-
11 prótons 11 prótons 17 prótons 17 prótons
11 elétrons 10 elétrons 17 elétrons 18 elétrons
Quadro 1. Átomos e íons de sódio (Na) e de cloro (Cl)
Nessa fase da sua leitura, você irá focar apenas no estudo dos cátions. 
De modo geral, podemos dizer que os cátions são estruturas monoatômicas, 
isto é, formados por um único átomo ionizado. Como exceção a esta regra, 
encontramos o íon amônio (NH4+) e o íon mercuroso (Hg2
2+). 
Observe, agora, a Figura 3. Nela, você encontra os principais cátions que 
precisa conhecer.
Reações dos cátions4
Figura 3. Exemplos de cátions encontrados na natureza.
Fonte: Adaptada de Chang e Goldsby (2013).
Você percebeu que existem diferentes números nesta tabela? Estude-os com 
cuidado, pois são essenciais para entender as reações que envolvem cátions. 
Observe atentamente o mercúrio (Hg). Ele possui elementos acima (sobrescrito) 
e abaixo (subscrito). O mesmo vale para outros elementos. 
Você deve ter percebido que todos eles têm o sinal positivo, que determina 
a valência do íon. Um único sinal positivo significa que o átomo perdeu um 
elétron e tornou-se um íon monovalente, o sinal 2+ significa que perdeu dois 
elétrons e tornou-se um íon divalente, e assim por diante.
Agora observe que o mercúrio, além da valência, possui o algarismo 2 
subscrito. Isso significa que, para apresentar-se como elemento, são necessários 
dois átomos de mercúrio. Diz-se, então, que ele é diatômico. A isso se dá o 
nome de atomicidade. Os outros elementos não possuem numeração; logo 
são monoatômicos. 
Atomicidade e valência são conceitos diferentes. Seus valores não precisam ser iguais.
5Reações dos cátions
Para finalizar o primeiro aprendizado proposto, veja o nome de alguns 
cátions, no Quadro 2. Atente para a valência de alguns íons, como aqueles 
das famílias 1, 2 ou 3 da tabela periódica. Eles só possuem um nome. Já os 
íons das famílias 6–12 possuem valência variável e, portanto, podem ter mais 
de um nome.
Fonte: Adaptado de Chang e Goldsby (2013).
Elemento Nome do cátion
Sódio (Na) íon sódio (Na+)
Magnésio (Mg) íon magnésio (Mg+2)
Alumínio (Al) íon alumínio (Al+3)
Ferro (Fe) íon ferroso (Fe+2) ou ferro II
íon férrico (Fe+3) ou ferro III
Cobre (Cu) íon cuproso (Cu+) ou cobre I
íon cúprico (Cu+2) ou cobre II
Quadro 2. Elementos, cátions e seus respectivos nomes
Você deve ter percebido que quando um elemento possui duas valências, 
a menor tem a terminação oso no nome e a maior tem a terminação ico. É 
importante identificar cada um deles, pois suas reações são diferentes. Esta 
nomenclatura, embora usual, foi substituída pelo uso da numeração da valência. 
Assim, por exemplo, você irá utilizar a expressão “ferro II” (que se pronuncia 
ferro dois), em vez de se referir a íon ferroso. 
Reações envolvendo cátions
As reações que envolvem cátions estão classificadas em dois grupos principais. 
A diferença entre as duas está na forma como os íons se apresentam: em pó 
(via seca) (ROSA; GAUTO; GONÇALVES, 2013); ou em solução (via úmida) 
(DIAS et al., 2016).
Reações dos cátions6
Conheça os elementos que podem ser analisados em laboratório, quando em sua 
forma catiônica.
Prata (Ag), Chumbo (Pb), Mercúrio (Hg), Cobre (Cu), Cádmio (Cd), Bismuto (Bi), Arsênio 
(As), Antimônio (Sb), Estanho (Sn), Cromo (Cr), Alumínio (Al), Zinco (Zn), Ferro (Fe), 
Manganês (Mn), Cobalto (Co), Níquel (Ni), Magnésio (Mg), Bário (Ba), Cálcio (Ca), Estrôncio 
(Sr), Sódio (Na), Potássio (K), Amônio(NH4)
Fonte: Dias et al. (2016).
Em geral, alguns cátions (em especial na forma de cloretos) podem ser 
avaliados diretamente por via seca, sem necessidade de reações especiais. Isto 
ocorre porque os cátions sofrem volatilização na chama não luminosa de Bun-
sen, cuja temperatura atinge níveis superiores a 2000 K (VOGEL et al., 2002). 
Veja a Figura 4 para entender o processo. Ao colocar uma pequena quanti-
dade de material próximo à chama do Bico de Bunsen, o sal sofre evaporação 
seguida de vaporização e dissociação. Os elétrons dos átomos oriundos do 
cátion sofrem excitação térmica, aumentando seu nível de energia. Ao retor-
narem ao estado fundamental, liberam a energia absorvida na forma de luz 
(OKUMURA; CAVALHEIRO; NÓBREGA, 2004).
Figura 4. Esquema da formação do espectro de emissão de um cátion.
Fonte: Okumura, Cavalheiro e Nóbrega (2004).
M+X–
(aq) M+X–
(aerossol)
Evaporação
Vaporação
Dissociação
MX(s)
MX(g)
M(g) + X(g)
Excitação
térmica
Emissão
na chama
M*(g)
M*(g)
hv
Absorção de energia
radiante (hv)
Remissão (�uorescência)
hv ou hv’
7Reações dos cátions
A frequência da luz emitida possui relação direta com o átomo excitado. 
Assim, a cor obtida indica o átomo analisado, conforme vemos na Figura 5.
Figura 5. Coloração característica de cada cátion presente em uma amostra.
Fonte: Zern Liew/Shutterstock.com. 
Zinco Potássio Estrôncio Sódio Cobre
Esta análise é considerada preliminar e capaz de detectar quantidades 
mínimas de analito (3–4 mg), sendo apenas qualitativa. Para resolver este 
problema, foi desenvolvido um aparelho capaz de detectar e quantificar os 
cátions, chamado fotômetro de chama. Este aparelho identifica a intensidade 
da chama produzida pelo cátion em uma amostra e a relaciona com uma 
solução padrão, determinando, assim, a concentração do elemento estudado 
(VOGEL et al., 2002).
Como citado, outra forma de analisar cátions é por reações químicas em 
meios aquosos. Estas reações envolvem a formação de precipitados devido 
ao baixo Kps do produto formado (ROSA; GAUTO; GONÇALVES, 2013).
Veja como isto acontece. Quando colocamos um sal (o cloreto de cálcio, 
por exemplo) em água, este rapidamente de solubiliza. Isso acontece porque, 
nesta forma, tanto o íon cálcio (cátion: Ca+2) quando o íon cloro (Cl-2) são 
solvatados pela água. Nesse momento, o cálcio fica separado quimicamente 
do cloreto. Você pode estar pensando: “Mas o positivo não atrai o negativo?” 
A resposta é sim, mas a água tem energia suficiente para mantê-los separados.
Reações dos cátions8
O verbo solvatar é de uso comum em química. Ele indica que um elemento ou 
substância é envolvido por outro elemento ou substância. O processo de solvatação 
mais comum é quando um íon (cátion ou ânion) é envolvido por uma camada de água.
Apesar de a água ser considerada “o solvente universal”, não tem poderes 
ilimitados. Nem sempre consegue manter os íons separados. Quando a sol-
vatação não tem força de manter cátions e ânions separados, eles mantêm-se 
unidos e insolúveis no meio. Matematicamente, pode-se dizer que, quando a 
força de solvatação é maior que a força de atração, o sal é solúvel; quando a 
força de atração é maior que a força de solvatação, o sal é insolúvel.
Como esse conceito se aplica à identificação de cátions? Você viu ante-
riormente que o cloreto de cálcio é solúvel em água. No entanto, se o ânion 
mudar para, por exemplo, carbonato? A resposta será: o cálcio irá precipitar. 
Isso ocorre porque a força de atração entre o cálcio e o carbonato é superior à 
força de solvatação. Logo, eles irão se unir. Assim, se quisermos identificar se 
existe cálcio em uma amostra, basta adicionar alguma substância que contém 
carbonato como ânion, como o carbonato de sódio.
Este processo de induzir a precipitação do cálcio é conhecido como reação 
de precipitação. Observe que no exemplo citado, também forma-se cloreto de 
sódio, que não irá precipitar, pois é solvatado completamente pela água. Aqui 
fica evidente uma condição importante da reação de precipitação: deve-se 
escolher com cuidado o agente precipitante (aquele que induz a precipitação) 
para que apenas uma substância precipite, permitindo sua identificação.
Sabendo escolher o agente precipitante,qualquer cátion poderá ser pre-
cipitado, inclusive o sódio e o potássio (considerados os mais solúveis da 
tabela periódica). Para precipitar estes elementos, são utilizados ânions muito 
incomuns da prática laboratorial, como o acetato de zinco e uranila para o 
sódio e a dipricilamina para o potássio (DIAS et al., 2016).
Além da precipitação, a identificação de cátions envolve a análise da cor. 
Devido a propriedades intrínsecas de cada cátion, os precipitados obtidos 
apresentam cores características. No exemplo anterior, para saber se um 
líquido contem sódio ou potássio, deve-se observar a cor do precipitado. Ao 
realizar a reação indicada, o sódio terá cor amarelo-esverdeado; já o potássio 
terá cor vermelho-alaranjado (DIAS et al., 2016).
9Reações dos cátions
Além das reações de precipitação, também podem ser utilizadas reações 
que envolvem a formação de produtos voláteis. O exemplo característico deste 
tipo de reação é a identificação de amônia. Em sua forma salina, o cloreto de 
amônio é muito solúvel em água (CUIDADO: Amonia (NH3) é um gás e não 
é cátion. Já o amônio (NH4
+) é um cátion e existe em solução). Ao adicionar 
uma base em um líquido contendo cloreto de amônio, esse se converte em 
amônia e volatiliza-se. Assim como o sódio pode ser identificado pela cor, a 
amônia pode ser identificada pelo odor tóxico característico.
Exemplo de reações
Você verá agora, reações envolvendo análises de alguns cátions importantes 
na área farmacêutica e nutricional.
O cálcio é um elemento abundante na crosta terrestre, sendo o quinto em 
ordem de quantidade relativa. É o principal componente de ossos, dentes e 
também age como um segundo mensageiro celular. Apesar de sua importância, 
pode precipitar no trato urinário, formando cristais de oxalato de cálcio com 
relativa facilidade (WELLER et al., 2018).
O cálcio é muito solúvel na forma de cloreto, mas pouco solúvel na forma de 
oxalato. Essa característica é utilizada em sua identificação (BRASIL, 2010).
CaCO3(s) + 2 HCl (aq)
→ CaCl2 (aq) + H2O + CO2
carbonato 
de cálcio
ácido 
clorídrico
cloreto 
de 
cálcio
água gás 
carbônico
CaCl2 (aq) + NH4C2O4(aq)
→ CaC2O4 (s) + NH4Cl2 (aq)
cloreto de 
cálcio
oxalato de 
amônio
oxalato de cálcio cloreto de 
amônio
Quadro 3. Exemplos de reações de análise (superior) e dupla troca (inferior)
Reações dos cátions10
Você deve ter percebido que é muito simples identificar um cátion: basta 
ter uma suspeita (qual cátion se imagina estar presente em uma amostra) e 
escolher um agente precipitante ou que induza sua volatilização. Além disso, 
se a amostra estiver no estado sólido, pode-se optar pela técnica da chama e 
a cor resultante revelará qual é o íon. Resta uma pergunta: dentro do universo 
de substâncias existentes na natureza, qual escolher para fazer as reações?”
Levando em consideração as reações em meio aquoso, você deve lembrar do 
termo Kps, também chamado de constante de produto de solubilidade. Este termo 
tem ligação direta com o processo de solvatação discutido anteriormente. É a partir 
dele que você escolhe qual agente precipitante irá utilizar (ATKINS; JONES, 2012)
Na prática, quanto menor o valor de Kps, maior a probabilidade de ocorrer 
a formação de um precipitado. Assim, você deve escolher o agente precipitante 
cujo Kps do produto formado seja o menor possível, preferencialmente aquele 
que gere uma coloração característica (ATKINS; JONES, 2012).
Usando os exemplos já citados, o cálcio pode ser identificado utilizando 
carbonato de sódio ou oxalato de amônio. Com o primeiro, irá se formar o 
carbonato de cálcio cujo Kps é de 8,7 10-9. Já com o segundo, será obtido o 
oxalato de cálcio com Kps de 2,6 10-9. Logo, o resultado experimental utilizando 
o oxalato é preferido, pois o Kps é menor (ATKINS; JONES, 2012).
Calma! você não precisará testar todos os agentes precipitantes para saber 
qual é o melhor. Isso já foi feito. As reações que envolvem precipitação de 
cátions já foram categorizadas e chamam-se reações de identificações de 
cátions. Para compreender melhor, observe o Quadro 4, que relaciona alguns 
cátions e o respectivo agente precipitante:
Fonte: Adaptado de Dias et al. (2016).
Íon Agente precipitante Precipitado
Sódio (Na+) Acetato de zinco e Uranila 
[Zn(UO2)(AcO)4]
Branco
Potássio (K+) Dipicrilamina [[(NO2)3C6H2]2NH] Vermelho-alaranjado
Cálcio (Ca+2) Oxalato de amônio [NH4C2O4] Branco
Prata (Ag+) Ácido clorídrico (HCl) Branco
Ferro Tiocianato de amônio [NH4CNS] Vermelho
Quadro 4. Cátions, agentes precipitantes e características dos precipitados
11Reações dos cátions
Perceba que, quando apenas um elemento está presente no meio (em geral 
as reações são realizadas em tubo de ensaio ou tubo de Nessler, que é um tipo 
especial de tubo de ensaio), a presença de precipitado indica o cátion. No entanto 
esta situação é rara. Normalmente, mais de um cátion está presente no meio.
Assim muito cuidado é exigido nas reações de identificação de cátion e deve ser 
seguida uma ordem precisa. Para que essa ordem não seja alterada, foram criadas 
fluxogramas de análise sistemática de cátions. Esses fluxogramas indicam a 
ordem exata em que as reações devem ser feitas para que o produto obtido possa 
ser caracterizado sem o uso de equipamentos especiais (DIAS et al., 2016).
Ainda assim, em certos casos em que é exigida maior precisão, pode ser 
necessário o uso de equipamento e técnica específicos, como a cromatografia 
de íons, que não depende de uma reação química. Este equipamento, embora 
tenha custo elevado, oferece vantagens relevantes quando a amostra é total-
mente desconhecida, pois evita a realização da análise sistemática completa 
para todos os cátions.
Veja, agora, outro exemplo de reações de identificação de cátions: o 
chumbo, muito encontrado como contaminante de alimentos e medicamentos. 
Compostos à base de chumbo foram, durante muito tempo, utilizados como 
antidetonante de combustíveis. Sua presença no meio ambiente é considerada 
nociva à saúde, e portanto, deve ter seus níveis controlados (WELLER et al., 
2018). No organismo humano, seu acúmulo pode levar a problemas neuro-
lógicos (especialmente em crianças) e alterações no metabolismo do heme 
(KLAASSEN; WATKINS III, 2012).
O chumbo é pouco solúvel em meio aquoso (ATKINS; JONES, 2012) e, 
mesmo em micro quantidade, pode ser identificado a partir da reação com 
ácido sulfúrico (precipitado insolúvel) e da confirmação com hidróxido de 
sódio (composto solúvel) (BRASIL, 2010).
Pb+2
(aq) + H2SO4(aq)
→ PbSO4 (s) + 2 H+
(aq)
cloreto de 
chumbo II
ácido 
sulfúrico
sulfato de 
chumbo II
água
PbSO4 (s) + NH4CH3CO2(aq)
→ Pb(CH3CO2)2 (aq) + (NH4)2SO4 (aq)
sulfato de 
chumbo II
acetato de 
amônio
acetato de 
chumbo II
sulfato de amônio
Quadro 5. Exempos de reações de deslocamento (superior) e de dupla troca (inferior)
Reações dos cátions12
Para conhecer mais reações, você está convidado a estudar a farmacopéia 
brasileira, disponível no link a seguir. Lá, você encontrará a descrição da análise 
de outros cátions, como o ferro (Fe), cobre (Cu), mercúrio (Hg), magnésio (Mg). 
O link abaixo leva a um artigo publicado na revista Química Nova, tradicional no meio 
científico, e aborda a importância da química analítica qualitativa e a identificação de 
cátions em um contexto histórico.
https://goo.gl/bRdbVu
Também é importante verificar o site da Farmacopéia Brasileira, disponibilizado pela 
Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa), que, em sua quinta edição, apresenta 
a análise de diversos cátions importantes para saúde.
https://goo.gl/y45bBP
ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. 1464 p.
ATKINS, P., JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio 
ambiente. 5. ed. Porto Alegre: Bookman, 2012. 922 p.
BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Farmacopeia 
brasileira: volume 1. 5. ed. Brasília: Anvisa, 2010. 545 p. Disponível em: <http://por-
tal.anvisa.gov.br/documents/33832/260079/5%C2%AA+edi%C3%A7%C3%A3o+-+Volume+1/4c530f86-fe83-4c4a-b907-6a96b5c2d2fc>. Acesso em: 2 nov. 2018.
CHANG, R.; GOLDSBY, K. A. Química. 11. ed. Porto Alegre: AMGH; Bookman, 2013. 1135 p.
DIAS, S. L. P. et al. Química analítica: teoria e práticas essenciais. Porto Alegre: Bookman, 
2016. 392 p.
HILAL-HANDAL, R., BRUNTON, L. L. Manual de farmacologia e terapêutica de Goodman 
& Gilman. 2. ed. Porto Alegre: AMGH; Artmed, 2016. 1216 p.
KLAASSEN, C. D.; WATKINS III, J. B. Fundamentos em toxicologia de Casarett e Doull. 2. ed. 
Porto Alegre: AMGH; Bookman, 2012. 472 p.
13Reações dos cátions
OKUMURA, F.; CAVALHEIRO, E. T. G.; NÓBREGA, J. A. Experimentos simples usando 
fotometria de chama para ensino de princípios de espectrometria atômica em cursos 
de química analítica. Química Nova, São Paulo, v. 27, n. 5, p. 832-836, set.-out. 2004. 
Disponível em: <http://quimicanova.sbq.org.br/detalhe_artigo.asp?id=4037>. Acesso 
em: 2 nov. 2018.
REZENDE, A. (Org.). Curso de filosofia: para professores e alunos do ensino médio e de 
graduação. Rio de Janeiro: Zahar, 1986. 312 p.
ROSA, G.; GAUTO, M.; GONÇALVES, F. Química analítica: práticas de laboratório. Porto 
Alegre: Bookman, 2013. 128 p. (Série Tékne).
VOGEL, A. I. et al. Análise química quantitativa. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002. 488 p.
WELLER, M. et al. Química inorgânica. 6. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. 900 p.
Leituras recomendadas
ABREU, D. G. et al. Uma proposta para o ensino da Química Analítica Qualitativa. Quí-
mica Nova, São Paulo, v. 29, n. 6, p. 1381-1386, nov.-dez. 2006. Disponível em: <http://
quimicanova.sbq.org.br/detalhe_artigo.asp?id=2555>. Acesso em: 2 nov. 2018.
ALLEN JR., L. V. Química farmacêutica. In: ALLEN JR., L. V. Introdução à farmácia de 
Remington. Porto Alegre: Artmed; Pharmaceutical Press, 2016. p. 67-79.
MILLER, D. D. Minerais. In: DAMODARAN, S.; PARKIN, K. L; FENNEMA, O. R. Química de 
alimentos de Fennema. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. p. 410-444.
WELLER, M. et al. Química inorgânica na medicina. In: WELLER, M. et al. Química inor-
gânica. 6. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. p. 820-833.
Reações dos cátions14
Conteúdo:
 
Dica do professor
Reações químicas que identificam cátions podem aparecer de duas formas: equação completa e 
simplificada.
Nesta Dica do Professor, você vai poder observar como acontece uma reação de precipitação 
capaz de provar a presença de chumbo em uma amostra. Também vai notar que não importa a 
forma de escrita da equação, as duas representam a mesma situação. 
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Exercícios
1) A análise de cátions é fundamental na determinação qualitativa de um determinado analito. 
Sobre os cátions, assinale a alternativa correta:
A) São elementos químicos que, após receberem elétrons, têm um número maior de prótons em 
relação aos elétrons.
B) São elementos químicos que, após doarem elétrons, têm um número maior de prótons em 
relação aos elétrons.
C) São elementos que têm tendência a receber elétrons, pois apresentam baixa 
eletronegatividade.
D) São elementos que têm tendência a receber elétrons, pois apresentam alta 
eletronegatividade.
E) São elementos que recebem um elétron e são representados com um sinal de +.
2) Sobre os cátions formados a partir dos elementos cálcio, estrôncio e ferro (forma férrica), 
assinale a alternativa que apresenta a forma correta de representá-los:
A) Ca+2, Sn+2, F+2.
B) Ca+, Sr+2, Fe+4.
C) Ca+2, Sn+2, Fe+2.
D) C+2, Sr+2, Fe+3.
E) Ca+2, Sr+2, Fe+3.
3) Sobre os compostos BaSO4, Al(OH)3, NH4Cl, K3PO4 e Zn(NO3)2, indique a alternativa que 
apresenta de forma correta o cátion, sua valência e sua atomicidade respectivamente:
A) Bário, monovalente, monoatômico.
B) Bario, trivalente, monoatômico.
C) Amônio, divalente, tetratômico.
D) Potássio, monovalente, triatômico.
E) Zinco, divalente, diatômico.
4) Durante a formação de cátions pelo teste de chama, formam-se cores características. Essas 
cores são o resultado de quê?
A) Da passagem de elétrons de camadas muito energéticas para camadas menos energéticas e 
absorvem a energia luminosa fornecida pela chama.
B) Da excitação de prótons que, ao saírem do núcleo, vão absorver energia térmica fornecida 
pela chama, cuja temperatura média é de 2000K.
C) Da reação química que existe entre o oxigênio do ar e do elemento químico, que em altas 
temperaturas formam óxidos de cor característica.
D) Da excitação de elétrons de camadas pouco energéticas para camadas mais energéticas e 
liberam a energia absorvida na forma de luz.
E) De um processo físico no qual o cátion passa do estado sólido ao gasoso e os elétrons passam 
de um átomo para outro presente na amostra.
5) O bário é um elemento muito utilizado em contrastes radiológicos por ser radiopaco. 
Identifique corretamente o cátion, sua cor na prova de chama e a reação de identificação:
A) Ba+2, verde, Ba+2(aq) + CrO4+2(aq) → BaCrO4(s).
B) Ba+1, azul, Ba+1(aq) + CrO4+2(aq) → Ba2CrO4(s).
C) Ba+2, amarelo, Ba+2(aq) + CrO4+2(aq) → BaCrO4(s).
D) Ba+3, verde, Ba+3(aq) + CrO4+2(aq) → Ba2(CrO4)3(s).
E) Ba+2, violeta, Ba+2(aq) + CrO4+(aq) → Ba(CrO4)2(s).
Na prática
As pessoas podem falecer por diversos motivos: infarto, AVC, câncer, entre outros. No entanto, 
existem casos em que o óbito não é facilmente identificado, em especial quando não ocorre em um 
ambiente hospitalar.
O Instituto Médico Legal avalia diariamente a causa mortis (necropsia) dos óbitos que ocorreram 
sem causa aparente, sem laudo médico ou com suspeita de assassinato, por exemplo. Entre as 
análises, incluem-se:
* presença de abuso de drogas como maconha, cocaína, etc.;
* intoxicação por monóxido de carbono;
* uso de medicamentos como antidepressivos;
* presença de metais pesados, incluindo os cátions.
Confira Na Prática as etapas de uma necropsia. Assim você pode entender que a identificação de 
cátions não é uma "simples" prática de laboratório, ela é importante em outros segmentos da 
sociedade. 
 
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Saiba +
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor:
Efeitos tóxicos dos metais
Metais podem ser utilizados em terapias medicamentosas, mas também podem ser tóxicos ao 
homem. A seção Desafio propõe a resolução de um caso clínico envolvendo metais. Para tanto, 
sugiro ler o capítulo 23 do livro a seguir.
Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
Química inorgânica na medicina
Os cátions são muito utilizados para tratamento de diversas patologias, desde úlceras gástricas até 
depressão e câncer. Aprofunde seus conhecimentos sobre o assunto no capítulo 27.
Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
Determinação da composição mineral de diferentes 
formulações de multimistura
Multimisturas são formulações, em geral, em pó que são adicionadas a outros alimentos para 
enriquecê-los nutricionalmente. O artigo a seguir demostra a importância da análise de cátions 
nesse tipo de alimento.
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Avaliação de contaminação por metais pesados em amostras de 
siris azuis
Siris são crustáceos muito utilizados na alimentação, mas, por viverem em ambiente marinho, estão 
sujeitos à contaminação ambiental. O artigo a seguir apresenta de forma clara o impacto de rejeitos 
ambientais nesse tipo de alimento.
http://www.scielo.br/pdf/cta/v25n2/25020.pdf
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Valor do enema de bário com duplo contraste no diagnóstico da 
endometriose do reto e sigmoide
Minerais podem ser nutritivos ou tóxicos.O artigo a seguir aponta para o uso de medicamentos de 
cátions. O caso demonstra a utilização de bário como forma de avaliar exames de imagem de 
tecidos moles, que de outra forma não seriam visíveis em um raio X.
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http://www.scielo.br/pdf/cta/v27n4/17.pdf
http://www.scielo.br/pdf/rbgo/v30n8/05.pdf